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Q235

Q235,别名A3钢,是一种碳素结构钢,“Q”代表屈服强度,“235”为其屈服强度数值,单位MPa,主要元素有碳、锰、硅、硫、磷,其中A、B级Q235钢碳的质量分数为0.14%~0.22%、0.12%~0.20%,C级碳的质量分数≤0.18%,D级碳的质量分数≤0.17%。

根据国标《GB/T 700-2006碳素结构钢》的规定,Q235钢分为A、B、C、D四个等级,其中A表示钢材对冲击韧性试验不作要求;B有20℃的冲击功要求;C有0℃的冲击功要求;D有-20℃的冲击功要求。

Q235既具有较高的强度,又具有较好的塑性和韧度,焊接性也好,能较好地满足一般钢结构和钢筋混凝土结构的用钢要求。其钢冶炼方便,成本较低,在建筑中应用广泛。由于塑性好,在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全,并适于各种加工,大量被用于轧制各种型钢、钢板及钢筋;其力学性能稳定,对轧制、加热、急剧冷却时的敏感性较小。其中,Q235-A 级钢,一般仅适用于承受静荷载作用的结构;Q235-C和Q235-D级钢可用于重要焊接的结构。另外,由于Q235-D级钢含有足够的形成细晶粒结构的元素,同时对硫、磷有害元素控制严格,故其冲击韧度很好,具有较强的抗冲击、振动荷载的能力,尤其适宜在较低温度下使用。Q235还可用于各种模具把手、其他不太重要的模具零件,如剪板机片螺栓锻件胎模冲头、钢制铁锹、犁铧、锄头、镰刀等农机具及园林工具等。Q235因使用经验丰富、来源广泛等原因,还被用于制造压力容器,Q235系列用于压力容器的主要有Q235-AF和Q235-A这两种牌号。

定义

Q235,是一种碳素结构钢,“Q”代表屈服强度,“235”为其屈服强度数值,单位MPa。

化学成分

根据国标《GB/T 700-2006碳素结构钢》的规定,Q235钢分为A、B、C、D四个等级,其中A表示钢材对冲击韧性不作要求;B有20℃时的冲击功要求;C有0℃时的冲击功要求;D有-20℃时的冲击功要求。

参考资料

特性

性能特点

GB/T 700-2006中,Q235钢按冶金质量分为A、B、C、D四个等级,各等级中硅的质量分数均为0.30%,区别在于C、S、P含量的不同。A、B级Q235钢碳的质量分数为0.14%~0.22%、0.12%~0.20%,C级碳的质量分数≤0.18%,D级碳的质量分数≤0.17%。A级的Mn含量最低,D级S、P含量最少。

中国内有不少单位用低碳马氏体强烈淬火工艺制造塑料模、冷作模具的实例。利用双层离子轰击渗金属技术,在该钢的表面进行钼铬共渗,厚度在100μm以上,表面化学成分接近于钼系高速钢,淬火及回火后硬度达1300HV,超过一般冶金高速钢热处理后的硬度。

热处理

参考资料

制作工艺

Q235通过双层辉光离子渗金属技术方法的处理,使Q235钢表面含有Mo、Cr、C合金元素,成分达到或接近冶金高速钢.该工艺技术的基本原理是在真空容器中,利用辉光放电的溅射现象,首先在Q235钢表面渗入合金元素Mo、Cr,表面质量分数分别达到20%和10%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面碳的质量分数达到2.0%以上.结果表明,经深冷处理的试样表面硬度达到1 600HV0.25,明显高于未经过深冷处理工艺的合金层表面硬度1 300HV0.25.摩擦磨损实验发现,未渗金属渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+2h深冷处理+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+16h深冷处理+低温回火试样的摩擦因数依次降低;相对耐磨性依次上升。

用途

Q235既具有较高的强度,又具有较好的塑性和韧度,焊接性也好,能较好地满足一般钢结构和钢筋混凝土结构的用钢要求。其钢冶炼方便,成本较低,在建筑中应用广泛。由于塑性好,在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全,并适于各种加工,大量被用于轧制各种型钢、钢板及钢筋;其力学性能稳定,对轧制、加热、急剧冷却时的敏感性较小。其中,Q235-A级钢,一般仅适用于承受静荷载作用的结构;Q235-C和Q235-D级钢可用于重要焊接的结构。另外,由于Q235-D级钢含有足够的形成细晶粒结构的元素,同时对硫、磷有害元素控制严格,故其冲击韧度很好,具有较强的抗冲击、振动荷载的能力,尤其适宜在较低温度下使用。

Q235还可用于各种模具把手以及其他不太重要的模具零件。剪板机片螺栓锻件胎模冲头,曾选用过GCr15、9SiCr、T8及45钢,由于工件有咬模、粘模现象发生,锻坯很难从模具中冲出来,致使冲头塑性变形、弯曲和断裂,寿命较短,每10件冲头约冲螺栓800~1200件;然后用Q235钢制作冲头,经淬火后(不回火)直接使用,硬度为36~40HRC,每10件冲头能冲螺栓2000件以上,而且失效形式为塑性变形,解决了冲头在使用中的碎裂现象;Q235钢制木工刨刀快速膏剂渗碳。在欲渗碳的刨刀刃部涂厚度为2.5mm左右的膏剂,各部分要均匀。涂好后在室温下自然干燥2~3h,然后放入带有风扇的烘箱中烘干。在高温箱式炉中经1000℃x5-10min渗碳后直接淬入盐水,淬后表面硬度为62-65HRC,渗碳层深度为0.45mm;Q235钢制防滑铲。防滑铲硬度要求35-40HRC。对Q235制防滑铲进行强化淬火,930~960℃x2~3min盐浴加热,淬火冷却介质为10%-15%(质量分数)NaOH 水溶液或淬入5%-8%(质量分数)NaCl水溶液中。淬火后硬度为36-40HRC,较渗碳淬火效率高数十倍,后改用网带炉淬火更好;Q235钢制饲料粉碎机锤块。锤块是饲料粉碎机的关键部件,很容易磨损,安装在高速旋转(1480r/min)的粉碎机上,靠高速旋转的锤头把饲料粉碎。对进口的粉碎机锤头进行材料金相分析可知,国外锤块是用20Cr钢碳氮共渗处理。为降低成本,就地取材,试用普通Q235钢,经渗碳-碳氮共渗-高频感应淬火加回火的复合处理工艺,其使用性能和寿命超过进口产品;Q235钢制铁锹、犁铧、水田杷耙片、锄头、镰刀等农机具及园林工具等。这些工具除采用低碳马氏体强韧化处理外,还使用渗碳等复合处理工艺。

Q235因使用经验丰富、价格低廉、来源广泛等原因,被用于制造压力容器,Q235系列用于压力容器的主要有Q235-AF和Q235-A这两种牌号。

参考资料