工程结构钢的合金化

工程结构钢包括低碳的碳素钢和低合金钢。

1工程结构钢的性能要求

工程结构钢的工作特点是，不作相对运动，承受长期的静载荷。性能要求以工艺性能为主，力学性能为辅。

（1）弹性模量大，以保证钢的强度，足够的屈服强度和抗拉强度。同时还有有足够的塑性和韧性。

（2）缺口敏感性和冷脆性倾向小。这是由于钢件可能长期处于低温或暴露于一定的环境介质当中。

（3）耐蚀性：耐一定的大气或海水腐蚀。

（4）冷变形和焊接成型性能良好。

2热处理方式：热轧空冷后使用，或少数正火+高温回火，最终得到铁素体+珠光体的组织。

3合金元素对构件用钢的性能影响

（1）耐大气腐蚀性能

在钢中加入少量的铜磷镍铬等元素都能够提高钢的抗大气腐蚀性能，同时加入少量的稀土金属也有一定提高耐蚀性的效果。

（2）焊接性能

通常采用焊接碳当量来判断钢的焊接性能，碳当量越小，焊接性能越好。通常一般选择低碳用来保证钢具有良好的韧性、焊接性以及冷成型性。

（3）力学性能

a合金化提高强度：提高强度的途径主要是固溶强化、细化晶粒、增加珠光体的数量以及沉淀强化等。所以溶入铁素体中的元素均能够提高其硬度、抗拉强度和屈服强度，除了磷元素以外。硅和锰的固溶强化作用最大，镍次之，钨钼钒铬强化作用较小。

b以上的合金元素强化作用都可以使钢的塑性和韧性下降，尤其是钢的冷脆倾向增大，脆性转折温度提高，降低构件的安全可靠性。只有细化晶粒是一种既可以强化又可以韧化的有效措施。

c细化晶粒：一方面加入铝和碳化物形成元素铌钛钒等，可以细化奥氏体晶粒；另一方面加入镍锰，可以降低A3温度，增大过冷奥氏体的稳定性，在热轧空冷或正火条件下可以得到细小的铁素体晶体和较多的细珠光体。

4常用的钢种：Q345、Q390、Q460等。Q345应用最多最广。