低合金結(jié)構(gòu)鋼(亦稱普通低合金鋼、HSLA)

1. 用途主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。

2. 性能要求

(1) 高強(qiáng)度:一般其的屈服強(qiáng)度在300MPa以上。

(2) 高韌性:要求延伸率為15%~20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m~800kJ/m。 對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。

(3) 良好的焊接性能和冷成型性能。

(4) 低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。

(5) 良好的耐蝕性。

3. 成分特點(diǎn)

(1) 低碳:由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超過0.20%。

(2) 加入以錳為主的合金元素。

(3) 加入鈮、鈦或釩等輔加元素:少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細(xì)碳化物或碳氮化物，有利于獲得細(xì)小的鐵素體晶粒和提高鋼的強(qiáng)度和韌性。此外，加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。

對(duì)退火狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能的影響：由于合金元素的加入降低了共析點(diǎn)的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強(qiáng)度增加, 塑性下降。但是在退火狀態(tài)下, 合金鋼沒有很大的優(yōu)越性。
由于過冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強(qiáng)度大為增加。Mn、Cr、Cu的強(qiáng)化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結(jié)構(gòu)鋼的實(shí)際含量)下影響很小。
對(duì)淬火、回火狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能的影響：合金元素對(duì)淬火、回火狀態(tài)下鋼的強(qiáng)化作用顯著, 因?yàn)樗浞掷昧巳康乃姆N強(qiáng)化機(jī)制。淬火時(shí)形成馬氏體, 回火時(shí)析出碳化物, 造成強(qiáng)烈的第二相強(qiáng)化，同時(shí)使韌性大大改善, 故獲得馬氏體并對(duì)其回火是鋼的經(jīng)濟(jì)和有效的綜合強(qiáng)化方法。
合金元素加入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時(shí)容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩(wěn)定性, 使馬氏體的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時(shí)析出的碳化物更細(xì)小、均勻和穩(wěn)定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高的強(qiáng)度。