对Q345材料，你了解多少？

晓昀

3 Y( [$ H1 G! B+ [" e- v: X# C
7 K; u* }; }. G6 s# \$ S) K
& j, c$ s0 r4 t- V* g) G! c  `

一、基本介绍

Q345这种低合金钢（C<0.2%)，广泛应用于建筑，桥梁、车辆、船舶和压力容器上。

Q代表的是这种材质的屈服强度，345是这种材质的屈服值，在345兆帕左右。随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。

Q345综合力学性能良好，低温性能尚可，塑性和焊接性良好，用做中低压容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动载荷的结构、机械零件、建筑结构、一般金属结构件，热轧或正火状态使用，可用于-40℃以下寒冷地区的各种结构。

级别分类
) \( y, G+ t7 s( U3 F9 Y6 C* ^Q345按等级可分为Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。它们的区别主要是冲击的温度不同。
Q345A级，不须做冲击;
$ E: T8 M) v6 D  j0 I% E% j5 WQ345B级，20度常温冲击;
Q345C级，0度冲击;
Q345D级，－20度冲击;
( C% C+ D! M7 F8 t" f0 \: E& kQ345E级，－40度冲击。
, \4 p) v: `' q7 j

* f  e( v  r7 z* q: x

化学成分对比
: D  O% Z! z* EQ345A：C≤0.20,Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.045，S≤0.045，V 0.02~0.15；
$ w+ E) d% a$ j. P5 M) g/ kQ345B：C≤0.20， Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.040，S≤0.040，V 0.02~0.15；
; w; a% `0 i1 C, B+ zQ345C：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.035，S≤0.035，V 0.02~0.15，Al≥0.015；
Q345D：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.030，S≤0.030，V 0.02~0.15，Al≥0.015；
Q345E：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.025，S≤0.025，V 0.02~0.15，Al≥0.015；

! a7 ^# I2 m( T# C5 l: _对比16Mn
Q345钢是老牌号的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多个钢种的替代，而并非仅替代16Mn钢一种材料。在化学成分上，16Mn与Q345也不尽相同。更重要的是两种钢材按屈服强度的不同而进行的厚度分组尺寸存在较大差异，而这必将引起某些厚度的材料的许用应力的变化。因此，简单地将16Mn钢的许用应力套用在Q345钢上是不合适的,而应根据新的钢材厚度分组尺寸重新确定许用应力。

Q345钢的主要组成元素比例与16Mn钢基本相同，区别是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。少量的V、Ti、Nb合金元素能细化晶粒，大大提高了钢的韧性，钢的综合机械性能得到较大提高。也正因为如此，钢板的厚度才可以做得更大一些。因此，Q345钢的综合机械性能应当优于16Mn钢，特别是它的低温性能更是16Mn钢所不具备的。Q345钢的许用应力略高于16Mn钢。

  Z: E- {# v$ n- W! D

性能对比

Q345D无缝管力学性能：
抗拉强度：490-675屈服强度：≥345 伸长率：≥22
Q345B无缝管力学性能：
抗拉强度：490-675 屈服强度：≥345 伸长率：≥21
Q345A无缝管力学性能：
抗拉强度：490-675 屈服强度：≥345 伸长率：≥21
+ Y5 K! v6 {  D& Y- ]) F' L0 eQ345C无缝管力学性能：
# ^! C" I1 E( D! N! u: K- e5 y5 P抗拉强度：490-675 屈服强度：≥345 伸长率：≥22
Q345E无缝管力学性能：
抗拉强度：490-675屈服强度：≥345 伸长率：≥22
1 a4 ^) b: d; o. v; b6 w9 n; F7 A" h- o
产品系列

1、Q345D钢材与Q345A，B，C钢相比而言。低温冲击功的试验温度低。性能好。含有害物资P,S量比Q345A，B，C要低。

市场价格比Q345A，B，C要高 [编辑本段]Q345d定义　①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢。

2、必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

0 Y9 x9 M+ D  b4 |6 Y# \1 T3、专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
9 t8 p7 ~0 B: _1 m

& y9 G  X4 o( f( }

Q345（低合金高强度钢）网上摘录相关资料
% G, ?# c8 ?6 b; O
材料介绍

1. Q345化学成分如下表（%）：

元素	C≤	Mn & P. q. I- d! \0 _- }! w	Si≤	P≤	S≤ 0 ?9 K% B: d4 U8 Z- C+ Z	Al≥	V	Nb + M  R/ J! j0 @' p	Ti ) q5 G% ?/ L- i9 `5 j. Q  P
含量	0.2	1.0-1.6 % [9 ?& n, v% p% S	0.55	0.035	0.035 ! o5 ?$ X- G5 Q- O% I; o	0.015 $ V- t5 G; R- X, r6 R" K( F	0.02-0.15 5 v* B( H  k  f	0.015-0.06	0.02-0.2 " b+ G9 u: G& N8 g3 @" ~

- ]5 {1 t% ~* W8 h+ d& B1 TQ345C力学性能如下表（%）：

机械性能指标 % F" M; n" }5 t: r9 S+ L( q	伸长率（%） 1 x" K" \4 i9 O	试验温度0℃ " `2 s9 w8 E3 {3 _! S4 T	抗拉强度MPa	屈服点MPa≥
数值 6 P) ?) |. L8 }	δ5≥22 - H, c9 j8 ^1 N+ j9 ~7 f	J≥34 2 w9 `2 N9 f; z( A" v% W	σb（470-650） - M3 d. z* Q0 K/ a) T) s5 B! `7 i	σs（324-259） " d1 H( b% c2 \  `% I, W

其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa

2. Q345钢的焊接特点

2.1 碳当量(Ceq)的计算
4 q( d, ?; [, QCeq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
2 D0 k$ B: N& u: z计算Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。

9 p) f, |  X/ h. F0 r$ _/ Y2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题

( T7 F$ Q% M$ R8 c# }, v. r# l2.2.1 热影响区的淬硬倾向
# F+ |5 P* e; J4 yQ345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。

, Z* ~2 S: Z+ v6 X* ~2.2.2 冷裂纹敏感性

Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。

' A. D% L5 D  z( i- B$ z$ o二、焊接施工流程
, ^. W* f8 U# f  s坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根（碳弧气刨）→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（焊缝质量一级合格）

3 M  J3 ^. i* B) D) O: s& e三、焊接工艺参数的选择
+ G2 k$ C0 C! A" w7 A2 N" r& R对Q345钢的焊接性进行分析，焊接时采取的措施如下：
) N; l* }) b/ `5 a8 r* U' y1. 焊接材料的选用
由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。

化学成分见下表（%）：

元素 6 g' b2 M0 L7 S( \	C 0 X+ N3 m2 H  h, g4 a- j	Mn : ]" B" |" q4 W  d, ^9 Z	Si	S , {4 P- Q9 _1 n2 b	P	Cr   F' `2 p& m1 z* n) n	Mo	V	Ti
含量 ) V. r1 v+ y. \- I8 z5 C# c	0.071	1.11	0.53	0.009 * R4 y7 a3 e- Q2 i. M8 X& [	0.016   `) E/ K" n9 u: Z; C' u$ J+ W	0.02 - b* K: j  R! k( G/ ^	0.01	0.01 , N  J2 H* W+ d# R	0.01

/ l; c% x. D/ j6 ]2 b6 J力学性能见下表：
# S. w# W7 `* _

机械性能指标	σb（Mpa） ! D; ~/ m6 r4 `3 F# F8 P9 @	σs（Mpa）	δ5（%）	Ψ（%）	AkvJ-30℃ 8 B) h5 J: M, D; P
数值	440 1 p4 p( s2 x* i4 z9 i5 Z7 _	540	31	79 ! [; V7 B& |3 {4 T	164 114 76 3 U& X8 X( s* A8 z' M

4 o4 W- }1 C, [9 F( b/ T. x8 R" z（抗拉强度应该大于屈服）
2. 坡口形式：（根据图纸和设备供货）

3. 焊接方法：采用手工电弧焊（D）。

4. 焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。具体措施为：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条，焊接电流120-180A。

5. 预热温度：由于Q345钢的Ceq>0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150℃，层间温度Ti≤400℃。

, x! q. |) `' X/ D6. 焊后热处理参数：为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为：600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h 。

5 J" F: S( n. m, f' B

4 V/ P8 Z0 M4 h5 p8 S! P) W

6 Z! b7 c/ B  t. ]

ExplorerEzreal

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受教了，谢谢

晓昀

Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E代表不同的质量等级，S和P的含量也是从高到低。
8 G" K8 u+ c' Q% C4 F# H7 Y9 d& n
) X" F  I0 j$ F  K1 D1 G' d' n用于不同低温情况下的实际Q345材料要做相应温度的冲击韧性试验。

东海fyh126

会有好多人把16Mn钢等同于高锰钢。这是错误的，锰量差了10倍。

云石岩

谢谢分享

云石岩

哪位大师可以讲一讲，Q345材料作为非标设备结构件比如安装支架（焊接件、有一定精度要求）时，Q345需要进行怎样的热处理比较好，能提高强度和精度，是淬火跟时效处理吗？

军CSJ

总结的很详细了。不错不错

刀剑如孟

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