中外碳素结构钢对照.doc

中国与英国生产的碳素结构钢化学成分及物理性能对照一、概述碳素结构钢的生产，在中国已有80余年的历史，最早用平炉冶炼，后来用转炉或电炉冶炼，转炉钢从侧吹转炉钢发展到氧气转炉钢。总之，在生产上中国已积累了成熟的冶炼操作经验，其产品质量，已完全可以与国外相应的钢号相媲美。如中国生产的Q235钢和美国的A36号钢、原苏联的CT-3号钢、日本的SS41、SM41号钢、英国的43A-C、欧洲的Fe360、德国、奥地利生产的ST-37号钢等，无论在物理性能和化学成分上均相类似。二、中国碳素结构钢概况1按含碳量的多少，碳素结构钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。大致上说，含碳量为003025的，称为低碳钢。含碳量在026060之间的为中碳钢。含碳量在0.62的为高碳钢。在建筑结构中主要使用低碳钢。 2碳素结构钢冶炼容易，成本低廉，并有良好的各种加工性能，所以使用广泛。其中Q235钢在强度、加工和焊接方面的性能都比较好，是工业与民用建筑中最常用的，也是中国目前大量生产的钢种。 3.碳素结构钢的分类及性质如下： 1）.在GB/700-88碳素结构钢中，根据钢中碳、锰含量及屈服点的大小，按由低到高的次序排列，将碳素结构钢分为5种牌号，大部分牌号中还分有质量等级，每种牌号都规定有脱氧方法，详见表2-1。其中最常用的是Q235钢。 碳素结构钢牌号 表2-l牌号质量等级脱氧方法说明Q195-、钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等Q215A、集符号、脱氧方法等四个部分按顺序组成。B例如：Q235-B-F中各符号的定义是：Q235A、Q钢材屈服点“屈”字汉语拼音的首个字母BA、B、C、D分别为质量等级C沸腾钢“沸”字汉语拼音的首位字母D半镇静钢“半”字汉语拼音的首位字母Q255A镇静钢“镇”字汉语拼音的首位字母BT特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音的首位字母Q275- 2）.碳素结构钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼，除非需方有特殊要求(并在合同中注明)，冶炼方法一般由供方自行决定。 3）.碳素结构钢一般以热轧(包括控轧)状态交货，根据需方要求，经供需双方协议，也可以正火处理状态交货(A级钢材除外)。 4）.用沸腾钢轧制各牌号的B级钢材，其厚度(直径)一般不大于25mm。 5）.碳素结构钢的化学成分(熔炼分析)应符合表2-2的规定。 6）.碳素结构钢的力学性能应符合表2-3(拉伸和冲击试验)和表2-4(冷弯试验)的规定。 进行拉伸和弯曲试验时，钢板和钢带应取横向试样，伸长率允许比表2-3降低1(绝对值)；型钢应取纵向试件。各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。碳素结构钢的化学成分 表2-2牌号等级化学成分，脱氧方法CSi不大于Q1950.060.120.250.500.30 0.050 0.045 、Q215A0.090.150.250.550.30 0.050 0.045 、B0.045 Q235A0.140.220.300.650.30 0.050 0.045 、B0.120.200.300.700.045 C0.180.350.800.040 0.040 D0.170.035 0.035 Q255A0.180.280.400.700.30 0.050 0.045 B0.045 Q2750.280.380.500.800.35 0.050 0.045 注：Q235A、B级沸腾钢的锰含量上限为060。 沸腾钢的硅含量不大于0.07；半镇静钢的硅含量不大于0.17，镇静钢的硅含量下限值为0.12。 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015或全铝含量不少于0.020。 钢中残余元素铬、镍、铜含量应均不大于0 30，氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008，如供方能保证，均可不做分析。经需方同意，A级钢的铜含量可不大于0.35。此时，供方应做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。 钢中砷的残余含量应不大于0.080，用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢，砷含量由供需双方协议规定。如原料中不含砷，可对钢中的砷含量不做分析。 在保证钢材力学性能符合GB 70088标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、锰含量和各牌号其他等级钢的碳、锰含量下限可以不作为交货条件但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。 成品钢材的化学成分允许偏差应符合GB 222表1的规定。沸腾钢成品钢材的化学成分偏差不作保证。碳素结构钢的拉伸和冲击试验 表2-3牌 号等 级拉伸试验冲击试验屈服点fy，N/mm2抗拉强度fuN/mm2伸长率5，温 度 型冲击功纵向J钢材厚度（直径），mm钢材厚度（直径），mm161640601001501616406010015040601001504060100150不 小 于不 小 于不小于Q1951951853153903332Q215A215205195185175165335410313029282726B2027Q235A235225215205195185375460262524232221B2027CD20Q255A255245235225215205410510242322212019B2027Q275-275265255245235225490610201918171615注：牌号Q195的屈服点仅供参考，不作为交货条件。夏比(V型缺口)冲击功值按一组3个试样单值的算术平均值计算，允许其中一个试样的单值低于规定值，但不得低于规定值的70。冲击试样的纵向轴线应平行于轧制方向。对厚度不小于12mm的钢板、钢带、型钢或直径不小于16mm的棒钢做冲击试验时，应采用10mmlOmm55mm的试样；对厚度为6mm至小于12mm的钢板、钢带、型钢或直径为12mm至小于16mm的棒钢做冲击试验时，应采用5mm10mm55mm小尺寸试样。冲击试样可保留一个轧制面。当采用5mmlOmm55mm小尺寸试样做冲击试验时，其试验结果应不小于规定值的50。钢材的夏比(V型缺口)冲击试验结果不符合上述规定时，应从同一批钢材上再取一组3个试样进行试验，前后6个试样的平均值不得低于规定值，但允许有2个试样低于规定值，其中低于规定值70的试样只允许1个。碳素结构钢的冷弯试验 表2-4牌 号试 验 方 向冷弯试验B=2a180钢板厚度（直径）606010060100弯心直径Q195纵0-横0.5aQ215纵0.5a1.5a2a横a2a2.5aQ235纵a2a2.5a横1.5a2.5a3aQ2552a3a3.5aQ2753a4a4a注：B为试样宽度，a为钢材厚度(直径)。当做厚度或直径大于20mm钢材的冷弯试验时，试样经单面刨削使其厚度达到20mm。弯心直径按表中规定进行试验时，未加工面应在外面。如试样未经刨削，弯心直径应较表中所列数值增加一个试样厚度a。三、英国建筑结构钢概况英国建筑结构钢标准（BS43601979）以国际标准协会（ISO）建议的结构钢（R630）为基础，将钢种按抗拉强度分为四类。每类又以屈服应力的递增和钢材的缺口韧性（冲击试验值）分为若干钢号。相当于ISO/R630标准的Fe33或Fe37的钢材由于英国在建筑结构中并不采用，故不包括在英国标准内，但是英国钢材标准却包括了抗拉强度等级比ISOR630所包括的更高的那些钢号。此外某些产品品种，除相当于包括在ISOR630中那些钢号外，尚包括在5060情况下具有规定冲击性能的一些钢号。英国建筑结构钢钢号的组成：以钢材的最小抗拉强度作为钢号的基本数，把结构钢的最小抗拉强度分为400、430、490、550Nmm2四级，其相应的基本钢号为40、43、50、55四种钢号。每种钢号都随化学成分、屈服强度、冲击韧性值的不同分为若干等级，如50B,55F等等。如果是耐大气腐蚀钢，则在基本钢号前再冠以字首WR，如WR50C1。英国的40和43号钢与我国的Q235钢相似，50号钢与我国的16Mn钢相似。英国建筑结构钢的钢号及其所要求的保证项目 表3-1钢号屈服强度在下列摄氏温度下进行摆锤V形缺口冲击试验室温0-5-10-15-20-30-35-40-50-6040A40B40C40D40E43A143A43B43C43D43E50A50B50C50D150D50E50F55C55E55FWR50A1WR50AWR50B1WR50BWR50C1WR50CWR50D注：表示要保证的项目。 要求对所有钢号钢材进行化学成分分析规定炉前分析中各个元素的限值，见表3-2。 除钢号为40A和43A的钢板、扁钢、宽扁钢、齐边宽扁钢、厚度小于或等于5mm型钢和小于或等 圆钢和方钢外，其余所有钢号的钢材均须进行抗拉强度和延伸率试验。 除要求冷翻边的，或钢号为40A、40B的钢板(冷翻边时应进行试验)以外，弯曲试验(冷弯试验)可按协议进行。 室温的温度，如有争议时可取20。英国钢板的化学成分（炉前分析）（BS4360-1979）表3-2钢号化学成分，交货条件C maxSiMn maxP maxS maxNbV40A0.22 /0.51.6 0.050 0.050 热轧状态40B0.20 /0.51.5 0.050 0.050 热轧状态40C0.18 /0.51.5 0.050 0.050 热轧状态40D0.16 /0.51.5 0.050 0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态40E0.16 0.10 /0.51.5 0.040 0.040 正火状态43A10.25 /0.51.6 0.050 0.050 热轧状态43A0.25 /0.51.6 0.050 0.050 热轧状态43B0.22 /0.51.5 0.050 0.050 热轧状态43C0.19 /0.51.5 0.050 0.050 热轧状态43D0.16 /0.51.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态43E0.16 0.10 /0.51.5 0.040 0.040 正火状态50A0.23 /0.51.6 0.050 0.050 热轧状态50B0.20 /0.51.5 0.050 0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 12.5mm热轧状态12.5mm正火状态50C0.20 /0.51.5 0.050 0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 12.5mm热轧状态12.5mm正火状态50D10.18 0.10 /0.51.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态50D0.18 0.10 /0.51.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态50E0.18 0.10 /0.51.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态50F0.16 0.10 /0.51.5 0.025 0.025 0.003 0.100 0.003 0.100 淬火与回火55C0.22 /0.51.6 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 热轧状态55E0.22 0.10 /0.51.6 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态55F0.16 0.10 /0.51.5 0.025 0.025 0.003 0.100 0.003 0.100 淬火与回火注：如经协议，钢板可按其他状态交货。 供应的钢板,可以不含铌、钒。如果无晶粒细化元素,或采用不是铝、铌、钒的晶粒细化元素，在询价或订货时,制造厂应事先通知需方。如果铌、钒联合使用，则其总量对于钢号40D、43D及50A、50B、50C、50D等应小于0.01对50F及55F应小于0.13，对50E、55C及55E应不少于0.15，若铌或钒是单独使用，其总用量应符合表中规定的最大限值。 如果订货单上有规定，亦可提供这些钢号含铜量为0. 20/035或0.350.5的任一种钢材， 根据协议商定，可以提供最大碳当量值的钢材。 钢号50B及50C厚度大于16mm的钢材，炉前分析中允许最大含碳量为O.22。 钢号50D1、50D及50E，厚度大于16mm的钢材,炉前分析中允许最大含碳量为0.20。 钢号50B,50C、50D1、50D及50E，碳与锰的含量(炉前分析)可以按下列原则变化：锰每增0.06，碳应减少0.01；或与此相反，当最大含锰量达1.6时，晟大含碳量对钢号50B及50C为0.22，对50D及50E为0.20。 钢号55E，当钢板厚度大于20mm以及规定的最大碳当量值为0.51时，交货条件可以是水淬和回火的。 钢号55F，当钢板厚度大于40mm时，化学成分应由制造厂与需方双方协商确定。 4英国规定：除非在订货单中另外同意或说明，制造厂可以采用除空气和空气氧气混合底吹或侧吹碱转炉工艺以外的任何其他炼钢工艺；如有要求，经与炼钢厂达成协议后，需方可规定要采用的炼钢工艺。 5钢材脱氧方法：通常由制造厂按下列方式处理： (1)镇静加铝处理的钢种有：40E、43E、50E、50F、55E、55F。 (2)脱氧条件为镇静的钢种有：WR50A1、WR5OA、WR50B1、WR50B、WR50C1、WR50C、40E、43E、50E、50F、55E、55F。 (3)半镇静的钢种有：40A、40B、40C、40D、43A1、43A、43B、43C、43D、50A、50B、50C、50D1、50D、50C。 (4)钢号43D、50D、WR50C及WR50D中空型钢正常脱氧条件为镇静加铝处理。 (5)除经同意，钢号40A、43A且厚度为5mm以下的钢材可以沸腾交货外，其他任何情况下不提供沸腾钢。 6在正常条件下，制造厂都应将钢材正火处理后供货。如能保证规定的性能，可以用在轧制期间控制温度或交替热处理方法来代替正火处理；如能保证规定的性能，交替热处理也可以代替淬火后回火。如果采用控温轧制或交替热处理，在接受订货时制造厂应向需方声明并取得同意。如采用交替热处理,制造厂应在出厂证明书内详细说明热处理情况。上述的任何一种钢材，如需方拟进行二次热处理时，建议需方与制造厂应共同讨论钢的二次加热处理及其应用问题。 7钢的化学成分应通过炉前分析按各种钢材截面相应的要求确定。制造厂应向需方提供详尽的炉前分析资料。8钢材的力学性能见表3-3 英国钢板的力学性能 表3-3钢 号抗拉强度N/mm2屈服强度，N/mm2最小延伸率，标距为夏氏冲击韧性试验值钢板厚度，mm16164063200mm5.65S01/2温度平均最小能量最大 厚度 mm406310040A400/480-222540B400/4802302252202102225室温275040C400/48023022522021022250275040D400/4802602452402252225-104175-202740E400/4802602452402252225-206175-3047-502143A1430/510-202243A430/510245240230220202243B430/5102452402302202022室温275043C430/51024524023522520220275043D430/5102802702552402022-104175-202743E430/5102802702552402022-206175-3047-502750A490/620-182050B490/620355345340325182050C490/6103553453403251820-54175-152750D1490/620355345-1820-204175-302750D490/620355345340按协商1820-204175-302750E490/620355345340按协商1820-304763-3