一、基本介紹

GBT-1591-2018-低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，Q355是一種鋼材的材質(zhì)（Q355B鋼是碳素結(jié)構(gòu)鋼)。它是低合金鋼（C<0.2%)，廣泛應(yīng)用于建筑，橋梁、車輛、船舶、壓力容器等。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服強(qiáng)度，后面的355，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在355兆帕左右。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。

Q355綜合力學(xué)性能良好，低溫性能尚可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車輛、起重機(jī)、礦山機(jī)械、電站、橋梁等承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件、建筑結(jié)構(gòu)、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正火狀態(tài)使用，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。

級(jí)別分類

Q355按等級(jí)可分為Q355A，Q355B，Q355C，Q355D，Q355E。它們所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同。Q355A級(jí)，是不做沖擊;Q355B級(jí)，是20度常溫沖擊;Q355C級(jí)，是0度沖擊;Q355D級(jí)，是－20度沖擊;Q355E級(jí)，是－40度沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同。

化學(xué)成分

Q355A：C≤0.20,Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.045，S≤0.045，V 0.02~0.15；Q355B：C≤0.20， Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.040，S≤0.040，V 0.02~0.15；Q355C：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.035，S≤0.035，V 0.02~0.15，Al≥0.015；Q355D：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.030，S≤0.030，V 0.02~0.15，Al≥0.015；Q355E：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.025，S≤0.025，V 0.02~0.15，Al≥0.015；

對(duì)比16Mn

Q355鋼是老牌號(hào)的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多個(gè)鋼種的替代，而并非僅替代16Mn鋼一種材料。在化學(xué)成分上，16Mn與Q355也不盡相同。更重要的是兩種鋼材按屈服強(qiáng)度的不同而進(jìn)行的厚度分組尺寸存在較大差異，而這必將引起某些厚度的材料的許用應(yīng)力的變化。因此，簡(jiǎn)單地將16Mn鋼的許用應(yīng)力套用在Q355鋼上是不合適的,而應(yīng)根據(jù)新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應(yīng)力。

Q355鋼的主要組成元素比例與16Mn鋼基本相同，區(qū)別是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。少量的V、Ti、Nb合金元素能細(xì)化晶粒，大大提高了鋼的韌性，鋼的綜合機(jī)械性能得到較大提高。也正因?yàn)槿绱?，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此，Q355鋼的綜合機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于16Mn鋼，特別是它的低溫性能更是16Mn鋼所不具備的。Q355鋼的許用應(yīng)力略高于16Mn鋼。

性能對(duì)比

Q355D無(wú)縫管力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥355 伸長(zhǎng)率：≥22Q355B無(wú)縫管力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥355 伸長(zhǎng)率：≥21Q355A無(wú)縫管力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥355 伸長(zhǎng)率：≥21Q355C無(wú)縫管力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥355 伸長(zhǎng)率：≥22Q355E無(wú)縫管力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥355 伸長(zhǎng)率：≥22產(chǎn)品系列 Q355D鋼材與Q355A，B，C鋼相比而言。低溫沖擊功的試驗(yàn)溫度低。性能好。含有害物資P,S量比Q355A，B，C要低。

市場(chǎng)價(jià)格比Q355A，B，C要高 Q355d定義

①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”，代表鋼材的屈服點(diǎn)，后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點(diǎn)（σs）為235 MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。

②必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B、C、D。脫氧方法符號(hào)：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號(hào)，即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。

③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法，但在鋼號(hào)最后附加表示用途的字母。Q355（低合金高強(qiáng)度鋼）網(wǎng)上摘錄相關(guān)資料

材料介紹

1. Q355化學(xué)成分如下表（%）：

Q355C力學(xué)性能如下表（%）：

其中壁厚介于16-35mm時(shí)，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm時(shí)，σs≥295Mpa

2. Q355鋼的焊接特點(diǎn)2.1 碳當(dāng)量(Ceq)的計(jì)算Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5計(jì)算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。

2.2 Q355鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題2.2.1 熱影響區(qū)的淬硬傾向Q345鋼在焊接冷卻過(guò)程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。2.2.2 冷裂紋敏感性Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。

二、焊接施工流程

坡口準(zhǔn)備→點(diǎn)固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無(wú)損檢驗(yàn)（焊縫質(zhì)量一級(jí)合格）

三、焊接工藝參數(shù)的選擇

通過(guò)對(duì)Q355鋼的焊接性分析，制定措施如下：

1. 焊接材料的選用由于Q355鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015 （J507）型電焊條。

化學(xué)成分見下表（%）：

力學(xué)性能見下表：

（抗拉強(qiáng)度應(yīng)該大于屈服）

2. 坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）

4. 焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。

5. 預(yù)熱溫度：由于Q355鋼的Ceq>0.45%，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。

6. 焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時(shí)間為2小時(shí)（板厚40mm時(shí)），升降溫速度為125℃/h