基本介紹
綜合性能,性能對比,產品系列,材料介紹,
綜合性能
結構性能
Q345綜合力學性能良好，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、礦山機械、電站、橋樑等承受動載荷的結構、機械零件、建築結構、一般金屬結構件，熱軋或正火狀態使用，可用於-40℃以下寒冷地區的各種結構。
級別分類
Q345按等級可分為Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。它們所代表的，主要是衝擊的溫度有所不同。
Q345A級，是不做衝擊；
Q345B級，是20度常溫衝擊；
Q345C級，是0度衝擊；
Q345D級，是－20度衝擊；
Q345E級，是－40度衝擊。
在不同的衝擊溫度，衝擊的數值也有所不同。
化學成分
Q345A：C≤0.20,Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.045，S≤0.045，V 0.02~0.15；
Q345B：C≤0.20， Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.040，S≤0.040，V 0.02~0.15；
Q345C：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；
對比16Mn
Q345鋼是老牌號的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多個鋼種的替代，而並非僅替代16Mn鋼一種材料。在化學成分上，16Mn與Q345也不盡相同。更重要的是兩種鋼材按屈服強度的不同而進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力的變化。因此，簡單地將16Mn鋼的許用應力套用在Q345鋼上是不合適的,而應根據新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應力。
Q345鋼的主要組成元素比例與16Mn鋼基本相同，區別是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。少量的V、Ti、Nb合金元素能細化晶粒，大大提高了鋼的韌性，鋼的綜合機械性能得到較大提高。也正因為如此，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此，Q345鋼的綜合機械性能應當優於16Mn鋼，特別是它的低溫性能更是16Mn鋼所不具備的。Q345鋼的許用應力略高於16Mn鋼。
性能對比
1、Q345D無縫管力學性能
抗拉強度：490-675
屈服強度：≥345
伸長率：≥22
2、Q345B無縫管力學性能
抗拉強度：490-675
屈服強度：≥345
伸長率：≥21
3、Q345A無縫管力學性能
抗拉強度：490-675
屈服強度：≥345
伸長率：≥21
4、Q345C無縫管力學性能
抗拉強度：490-675
屈服強度：≥345
伸長率：≥22
5、Q345E無縫管力學性能
抗拉強度：490-675
屈服強度：≥345
伸長率：≥22
產品系列
Q345D鋼材與Q345A，B，C鋼相比而言。低溫衝擊功的試驗溫度低。性能好。含有害物資P,S量比Q345A，B，C要低。
市場價格比Q345A，B，C要高，Q345d定義
②必要時鋼號後面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼：Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。
③專門用途的碳素鋼，例如橋樑鋼、船用鋼等，基本上採用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最後附加表示用途的字母。
Q345（低合金高強度鋼）網上摘錄相關資料
材料介紹
1. Q345化學成分如下表（%）：
元素 | C≤ | Mn | Si≤ | P≤ | S≤ | Al≥ | V | Nb | Ti |
含量 | 0.2 | 1.0-1.6 | 0.55 | 0.035 | 0.035 | 0.015 | 0.02-0.15 | 0.015-0.06 | 0.02-0.2 |
Q345C力學性能如下表（%）：
機械性能指標 | 伸長率（%） | 試驗溫度0℃ | 抗拉強度MPa | 屈服點MPa≥ |
數值 | δ5≥22 | J≥34 | σb（470-650） | σs（324-259） |
其中壁厚介於16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介於 35-50mm時，σs≥295Mpa
2. Q345鋼的焊接特點
2.1 碳當量(Ceq)的計算
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
計算Ceq=0.49%，大於0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴格的工藝措施。
2.2 Q345鋼在焊接時易出現的問題
2.2.1 熱影響區的淬硬傾向
Q345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區的硬度提高，塑性下降。結果導致焊後發生裂紋。
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
坡口準備→點固焊→預熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊後熱處理→無損檢驗（焊縫質量一級合格）
三、焊接工藝參數的選擇
通過對Q345鋼的焊接性分析，制定措施如下：
1. 焊接材料的選用
由於Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應與母材等強的原則，選用E5015 （J507）型電焊條。
化學成分見下表（%）：
元素 | C | Mn | Si | S | P | Cr | Mo | V | Ti |
含量 | 0.071 | 1.11 | 0.53 | 0.009 | 0.016 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
力學性能見下表：
機械性能指標 | σb（Mpa） | σs（Mpa） | δ5（%） | Ψ（%） | AkvJ-30℃ |
數值 | 440 ? | 540 ? | 31 | 79 | 164 114 76 |
（抗拉強度應該大於屈服）
2. 坡口形式：（根據圖紙和設備供貨）
<formulas> 3. 焊接方法：採用手工電弧焊（D）。
4. 焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成衝擊韌性下降，必須採用小規範焊接。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）。焊道的寬度不大於焊條的3倍，焊層厚度不大於5mm。第一層至第三層採用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層採用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。
5. 預熱溫度：由於Q345鋼的Ceq>0.45%，在焊接前應進行預熱，預熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。
6. 焊後熱處理參數：為了降低焊接殘餘應力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊後應對焊縫進行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恆溫時間為2小時（板厚40mm時），升降溫速度為125℃/h 。
四、現場焊接順序：
1. 焊前預熱
在翼緣板焊接前，首先對翼緣板進行預熱，恆溫30分鐘後開始焊接。 焊接的預熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫櫃自動控制，採用遠紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動設定曲線和記錄曲線，熱電偶測量溫度。預熱時熱電偶的測點距離坡口邊緣15mm-20mm。
2. 焊接
2.1 為了防止焊接變形，每個柱接頭採用二人對稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規範操作，因為它的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結束後，背面進行清根。在使用碳弧氣刨清根結束後，必須對焊縫進行機械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴重造成裂紋。外口焊接應一次焊完，最後再焊接里口的剩餘部分。
2.2 當焊接第二層時，焊接方向應與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應錯開15-20mm。
2.3 兩名焊工在焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數應保持一致。
2.4 在焊接中應從引弧板開始施焊，收弧板上結束。焊接完成後割掉並打磨乾淨。
3. 焊後熱處理：焊口焊接完成後應在12小時內進行熱處理。如不能及時進行熱處理應採取保溫、緩冷措施。在進行熱處理時，應採用兩根熱電偶測溫，熱電偶點焊在焊口的里外側。
Q345鋼的焊接溫度曲線如下圖
4. 焊接檢驗
根據《鋼結構工程施工及驗收規範》的要求，焊口採用超音波探傷法進行檢驗，檢驗比例為100%。
五、現場技術管理
1. 編制詳細的焊接施工作業指導書。
2. 全過程控制焊接工藝是確保質量的核心。
每個柱接頭的焊接時，應有專人監控焊接工藝，如焊工不按作業指導書施工應立即終止焊接。在焊接過程中，熱處理人員應全程監控層間溫度，如超標應立即通知焊工暫停。
3. 提高施工人員質量意識是貫徹焊接工藝的關鍵
在施工前，進行全員交底，並且開取施工工藝卡。交底中詳細講解焊接工藝特點及嚴格控制現場焊接工藝的必要性和控制要點。
六、結論
按此焊接工藝措施施工，在現場共焊焊口102道，經無損檢驗一次合格率達到100%。經過實際施工的驗證，此焊接工藝措施不僅能在現場指導對Q345鋼的焊接，而且能夠保證焊接質量。
