中外碳素结构钢对照.doc

1、1/8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

2、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

3、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A 集符号、脱氧方法等四个部分按顺序组成。Q215B、 例如：Q235-B-F 中各符号的定义是：A Q钢材屈服点“屈”字汉语拼音的首个字母B、 A、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Q235D 半镇静钢“半”字汉语拼音的首位字母A 镇静钢“镇”字汉语拼音的首位字母Q255B T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2/8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

4、)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化学成分，Si 牌号 等级 C 不大于脱氧方法

5、Q195 0.060.12 0.250.50 0.30 0.050 0.045 、A 0.050 Q215B0.090.15 0.250.55 0.30 0.045 0.045 、A 0.140.22 0.300.65 0.050 B 0.120.20 0.300.70 0.045 0.045 、C 0.18 0.040 0.040 Q235D 0.170.350.800.30 0.035 0.035 A 0.050 Q255B0.180.28 0.400.70 0.30 0.045 0.045 Q275 0.280.38 0.500.80 0.35 0.050 0.045 注：Q235A、B

6、 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

7、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。3/8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拉伸试验 冲击试验屈服点 fy，N/mm 2 伸长率 5，钢材厚度（直径），mm 钢材厚度（直径），mm16406010016406010016 406010015015016 4060100150150型 冲击功 纵向 J牌 号等 级不 小 于抗拉强度 fu N/mm2不 小

8、 于温 度 不小于Q195 195 185 315390 33 32 A Q215B215 205 195 185 175 165 335410 31 30 29 28 27 2620 27A B 20C Q235D235 225 215 205 195 185 375460 26 25 24 23 22 212027A Q255B255 245 235 225 215 205 410510 24 23 22 21 20 1920 27Q275 - 275 265 255 245 235 225 490610 20 19 18 17 16 15 注：牌号 Q195 的屈服点仅供参考，不作为交货

9、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

10、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冷弯试验 B=2a 180钢板厚度（直径） 60 60100 60100牌 号 试 验 方 向弯心直径 纵 0Q195 横 0.5a - -4/8纵 0.5a 1.5a 2aQ215 横 a 2a 2.5a纵 a 2a 2.5aQ235 横 1.5a 2.5a 3aQ255 2a 3a 3.5aQ275 3a 4a 4a注：B 为试样宽度，a 为钢材厚度(直径)。当做厚度或直径大于 20m

11、m 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

12、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、550Nmm 2四级，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在下列摄氏温度下

13、进行摆锤 V 形缺口冲击试验钢号 屈服 强度 室温 0 -5 -10 -15 -20 -30 -35 -40 -50 -6040A 40B 40C 40D 40E 43A1 43A 43B 43C 43D 5/843E 50A 50B 50C 50D1 50D 50E 50F 55C 55E 55F WR50A1 WR50A WR50B1 WR50B WR50C1 WR50C WR50D 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

14、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化学成分，钢号 C maxSiMn maxP maxS maxNb V交货条件40A 0.22 /0.5 1.6 0.050 0.050 热轧状态40B 0.20 /0.5 1.5 0.050 0.050 热轧状态40C 0.18 /0.5 1.5 0.050 0.050 热轧状态40D 0.16 /0.5 1.5 0.050

15、0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态40E 0.16 0.10 /0.5 1.5 0.040 0.040 正火状态43A1 0.25 /0.5 1.6 0.050 0.050 热轧状态43A 0.25 /0.5 1.6 0.050 0.050 热轧状态43B 0.22 /0.5 1.5 0.050 0.050 热轧状态43C 0.19 /0.5 1.5 0.050 0.050 热轧状态43D 0.16 /0.5 1.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态43E 0.16 0.10 /0.5 1.5 0.040 0.0

16、40 正火状态50A 0.23 /0.5 1.6 0.050 0.050 热轧状态6/812.5mm 热轧状态50B 0.20 /0.5 1.5 0.050 0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 12.5mm 正火状态12.5mm 热轧状态50C 0.20 /0.5 1.5 0.050 0.050 0.003 0.100 0.003 0.100 12.5mm 正火状态50D1 0.18 0.10 /0.5 1.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态50D 0.18 0.10 /0.5 1.5 0.040 0.040 0.003

17、 0.100 0.003 0.100 正火状态50E 0.18 0.10 /0.5 1.5 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态50F 0.16 0.10 /0.5 1.5 0.025 0.025 0.003 0.100 0.003 0.100 淬火与回火55C 0.22 /0.5 1.6 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 热轧状态55E 0.22 0.10 /0.5 1.6 0.040 0.040 0.003 0.100 0.003 0.100 正火状态55F 0.16 0.10 /0.5 1.5 0.025

18、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

19、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

20、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、

21、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。7/8(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

22、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屈服强度，N/mm 2钢板厚度，mm最小延伸率， 标距为夏氏冲击韧性试验值16 40 63钢 号抗拉强度N/mm21640 63 100200mm 5.65S01/2温度 平均最小能量最大 厚度 mm40A 400/480 - - - - 22 25 40B 400/480 230 225 220 210 22 25 室温 27 5040C 400/480 230 2

23、25 220 210 22 25 0 27 50-10 4140D 400/480 260 245 240 225 22 25-20 2775-20 61-30 4740E 400/480 260 245 240 225 22 25-50 217543A1 430/510 - - - - 20 22 43A 430/510 245 240 230 220 20 22 43B 430/510 245 240 230 220 20 22 室温 27 5043C 430/510 245 240 235 225 20 22 0 27 50-10 4143D 430/510 280 270 255 24

24、0 20 22-20 2775-20 61-30 4743E 430/510 280 270 255 240 20 22-50 277550A 490/620 - - - - 18 20 50B 490/620 355 345 340 325 18 20 -5 4150C 490/610 355 345 340 325 18 20-15 277550D1 490/620 355 345 - - 18 20 -20 41 758/8-30 27-20 4150D 490/620 355 345 340 按协商 18 20-30 2775-30 47-35 4150E 490/620 355 34

25、5 340 按协商 18 20-50 2763-40 41-50 3550F 490/620 390 390 390 18 20-60 274055C 550/700 450 430 415 17 19 0 27 19-20 61-30 4755E 550/700 450 430 415 400 17 19-50 2763-40 41-50 3555F 550/700 450 430 415 17 19-60 2740厚度大于 100mm 钢材的最小用服强度值由制造厂与需方双方商定厚度小于或等于 5mm 的钢材在做拉伸试验时，在标距为 2OOmm 情况下，钢号为40A、40B、40C、40D、

26、40E、43A1、43A、43B、43C、43D 及 43E 的最小延伸率为 16钢号为50A、50B、50C、50D1、50D、50E、50F、 55C、55E 及 55F 的最小延伸率为 15。钢号为 40A、43A1，厚度小于或等于 6mm 的钢板可不要求做抗拉强度及延伸率试验。室温(+20)下的冲击韧性试验只有在订货单上有规定时才做。钢号为 40C，厚度小于或等于 19mm 钢板的最小屈服强度为 230Nmm 2.钢号为 43A、43B、43C，厚度小于或等于 19mm 钢板的最小屈服强度为 245Nmm 2。钢号为 50B、50C，厚度大于 63mm 钢板的最小抗拉强度为 480 Nmm 2。钢号为 50F、55F厚度大于 40mm 的钢板，其 V 型缺口冲击韧性值应根据协商确定。根据协商决定，钢号为 55F、厚度小于或等于 40mm 钢板的冲击韧性性能在-40时为 55J，在-50时为 41J。根据协商决定，钢号为 50F，厚度小于或等于 40mm 钢板的冲击韧性性能在-50时为 41J厚度小于或等于 25mm 钢板的冲击韧性性能在-55时为 41J。钢号为 50F、55F，当钢板厚度大于 63mm 时，最小屈服强度值由制造厂与需方双方商定。