GB/T1591-2018 低合金高强度结构钢

1 范围

本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号表示方法、订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。

本标准适用于一般结构和工程用低合金高强度结构钢钢板、钢带、型钢、钢棒等。其化学成分也适用于钢坯。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223.3 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量
GB/T 223.9 钢铁及合金铝含量的测定铬天青S分光光度法
GB/T 223.11 钢铁及合金铬含量的测定可视滴定或电位滴定法
GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法钽试剂萃取光度法测定钒含量
GB/T 223.17 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷光度法测定钛量
GB/T 223.18 钢铁及合金化学分析方法硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量
GB/T 223.23 钢铁及合金镍含量的测定丁二酮肟分光光度法
GB/T 223.26 钢铁及合金钼含量的测定硫氰酸盐分光光度法
GB/T 223.37 钢铁及合金化学分析方法蒸馏分离-靛酚蓝光度法测定氮量
GB/T 223.40 钢铁及合金铌含量的测定氯磺酚S分光光度法
GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法高氯酸脱水重量法测定硅含量
GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠(钾)光度法测定锰量
GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量
GB/T 223.69 钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法
GB/T 223.76 钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定钒量
GB/T 223.78 钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量
GB/T 223.79 钢铁多元素含量的测定 X-射线荧光光谱法（常规法）
GB/T 223.84 钢铁及合金钛含量的测定二安替比林甲烷分光光度法
GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法
GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 232 金属材料弯曲试验方法
GB/T 247 钢板和钢带包装、标志及质量证明书的一般规定
GB/T 702 热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 706 热轧型钢
GB/T 709 热轧钢板和钢带尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定
GB/T 2975-2018 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）
GB/T 5313 厚度方向性能钢板
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 11263 热轧H型钢和剖分T型钢
GB/T 14977 热轧钢板表面质量的一般要求
GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求
GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法
GB/T 20123 钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）
GB/T 20124 钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法）
GB/T 20125 低合金钢多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法
GB/T 28300 热轧棒材和盘条表面质量等级交货技术条件
YB/T 4427 热轧型钢表面质量一般要求

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1 热轧（as-rolled；AR或WAR）

钢材未经任何特殊轧制和/或热处理的状态。

3.2 正火（normalized；N）

钢材加热到高于相变点温度以上的一个合适的温度，然后在空气中冷却至低于某相变点温度的热处理工艺。

3.3 正火轧制（normalizing rolling；+N）

最终变形是在一定温度范围内的轧制过程中进行，使钢材达到一种正火后的状态，以便即使正火后也可达到规定的力学性能数值的轧制工艺。

注：对于正火轧制，在一些出版物中也称“控制轧制”。

3.4 热机械轧制（thermomechanical processed；M）

钢材的最终变形在一定温度范围内进行的轧制工艺，从而保证钢材获得仅通过热处理无法获得的性能。

注1：可能会降低钢材强度值的热成型或580℃以上温度的焊后热处理不宜应用。根据相关的技术规范，火焰矫直是允许应用的。

注2：热机械轧制可以包括回火或无回火状态下冷却速率提高的过程，回火包括自回火但不包括直接淬火及淬火加回火。

注3：也称TMCP（热机械控制过程），在一些出版物中也称“控制轧制”。

4 牌号表示方法

4.1 基本牌号构成

钢的牌号由代表屈服强度“屈”字的汉语拼音首字母Q、规定的最小上屈服强度数值、交货状态代号、质量等级符号（B、C、D、E、F）四个部分组成。

注1：交货状态为热轧时，交货状态代号AR或WAR可省略；交货状态为正火或正火轧制状态时，交货状态代号均用N表示。

注2：Q+规定的最小上屈服强度数值+交货状态代号，简称为“钢级”。

4.2 牌号示例

示例：Q355ND

Q——钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的首字母；
355——规定的最小上屈服强度数值，单位为兆帕（MPa）；
N——交货状态为正火或正火轧制；
D——质量等级为D级。

4.3 厚度方向性能标识

当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向（Z向）性能级别的符号，如：Q355NDZ25。

5 订货内容

5.1 必选订货内容

按本标准订购的合同或订单应包括下列内容：

a) 本标准编号；
b) 产品类型（钢板、钢带、型钢、钢棒等）；
c) 钢的牌号（钢级+质量等级）；
d) 尺寸、外形及允许偏差（见第6章）；
e) 交货的重量（或数量）；
f) 所有要求的选择内容（见5.2）。

5.2 可选订货内容

经供需双方协商，并在合同中注明，可选择下列内容作为本标准的订货内容。如果需方在提供询单和订购时未指明，则产品按5.1供货：

a) 碳当量或焊接裂纹敏感性指数（Pcm）（见7.1.3，表6）；
b) 添加合金元素及其含量（见7.1.6，表1，表3，表5）；
c) 供应商品钢坯时的化学成分下限（见7.1.8）；
d) 成品分析（见7.1.9）；
e) 冶炼方法（见7.2）；
f) 冲击试验温度及冲击试验取样方向（见表11）；
g) 弯曲试验（见7.4.3）；
h) 厚度方向钢性能（见7.1.7，7.4.1.4和9.2.3）；
i) 表面质量（见7.5.1.5，7.5.2.4，7.5.3.2，7.5.4.2）；
j) 无损检测（见7.6）；
k) 冲击试样的取样位置（见8.3）。

6 尺寸、外形、重量

6.1 热轧钢棒的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 702的规定，具体组别应在合同注明。
6.2 热轧型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 706的规定，具体组别应在合同注明。
6.3 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 709的规定，具体精度类别应在合同注明。
6.4 热轧H型钢和剖分T型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 11263的规定。
6.5 经供需双方协议，可供应其他尺寸、外形及允许偏差的钢材。

7 技术要求

7.1 钢的牌号及化学成分

钢的化学成分（熔炼分析）及碳当量要求按交货状态分为三类，具体如下：

表1 热轧钢的牌号及化学成分（质量分数）/%
钢级	质量等级	C^a		Si 不大于	Mn 不大于	P^c 不大于	S^c 不大于	Nb^d	V^e	Ti^e	Cr 不大于	Ni 不大于	Cu 不大于	Mo 不大于	N^f 不大于	B 不大于
钢级	质量等级	公称厚度/直径≤40mm^b	公称厚度/直径>40mm	Si 不大于	Mn 不大于	P^c 不大于	S^c 不大于	Nb^d	V^e	Ti^e	Cr 不大于	Ni 不大于	Cu 不大于	Mo 不大于	N^f 不大于	B 不大于
Q355	B	0.24	0.24	0.55	1.60	0.035	0.035	-	-	-	0.40	0.40	0.40	-	0.012	-
	C	0.20	0.22	0.55	1.60	0.030	0.030	0.30	0.30	-	0.40	0.40	0.40	-	0.012	-
	D	0.20	0.22	0.55	1.60	0.025	0.025	0.30	0.30	-	0.40	0.40	0.40	-	0.012	-
Q390	B	0.20	0.20	0.55	1.70	0.035	0.035	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.50	0.40	0.40	-	0.015	-
	C	0.20	0.20	0.55	1.70	0.030	0.030	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.50	0.40	0.40	-	0.015	-
	D	0.20	0.20	0.55	1.70	0.025	0.025	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.50	0.40	0.40	-	0.015	-
Q420^g	B	0.20	0.20	0.55	1.70	0.035	0.035	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.30	0.80	0.40	0.20	0.015	-
Q420^g	C	0.20	0.20	0.55	1.70	0.030	0.030	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.30	0.80	0.40	0.20	0.015	-
Q460^g	C	0.20	0.20	0.55	1.80	0.030	0.030	0.05~0.11	0.02~0.13	0.02~0.05	0.30	0.80	0.40	0.20	0.015	0.004

a 公称厚度大于100mm的型钢，碳含量可由供需双方协商确定；公称厚度大于30mm的钢材，碳含量不大于0.22%。

b 对于型钢和棒材，其磷和硫含量上限值可提高0.005%。

d Q390、Q420最高可到0.07%，Q460最高可到0.11%。

e 最高可到0.20%。

f 如果钢中酸溶铝Als含量不小于0.015%或全铝Alt含量不小于0.020%，或添加了其他固氮合金元素，氮元素含量不作限制，固氮元素应在质量证明书中注明。

g 仅适用于型钢和棒材。

表2 热轧状态交货钢材的碳当量（CEV，基于熔炼分析）/% 不大于
钢级	质量等级	公称厚度或直径/mm
钢级	质量等级	≤30	>30~63	>63~150	>150~250	>250~400
Q355^a	B	0.45	0.47	0.47	0.49^b	-
	C	0.45	0.47	0.47	0.49^b	-
	D	0.45	0.47	0.47	0.49^b	0.49^c
Q390	B	0.45	0.47	0.48	-	-
	C	0.45	0.47	0.48	-	-
	D	0.45	0.47	0.48	-	-
Q420^d	B	0.45	0.47	0.48	0.49^b	-
Q420^d	C	0.45	0.47	0.48	0.49^b	-
Q460^d	C	0.47	0.49	0.49	-	-

当需对硅含量控制时（例如热浸镀锌涂层），为达到抗拉强度要求而增加其他元素如碳和锰的含量，表中最大碳当量值的增加应符合下列规定：对于Si≤0.030%，碳当量可提高0.02%；对于Si≤0.25%，碳当量可提高0.01%。

a 对于型钢和棒材，其最大碳当量可到0.54%。

b 只适用于质量等级为D的钢板。

c 只适用于型钢和棒材。

d 只适用于型钢和棒材。

7.1.2 正火及正火轧制钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表3的规定，其碳当量值应符合表4的规定。

7.1.3 热机械轧制钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表5的规定，其碳当量值应符合表6的规定。当热机械轧制钢的碳含量不大于0.12%时，宜采用焊接裂纹敏感性指数（Pcm）代替碳当量评估钢材的可焊性，Pcm值应符合表6的规定。经供需双方协商，可指定采用碳当量或焊接裂纹敏感性指数评估钢材的可焊性，当未指定时，供方可任选其一。

7.1.4 碳当量与焊接裂纹敏感性指数计算

碳当量（CEV）由熔炼分析成分按式(1)计算，焊接裂纹敏感指数（Pcm）由熔炼分析成分按式(2)计算：

CEV(%) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 ………………(1)

Pcm(%) = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B ………………(2)

7.2 冶炼方法

钢由转炉或电炉冶炼，必要时可进行炉外精炼。除非需方有特殊要求并在合同中注明，冶炼方法一般由供方自行选择。

7.3 交货状态

钢材以热轧、正火、正火轧制或热机械轧制（TMCP）状态交货。

注：正火状态包含正火加回火状态，热机械轧制（TMCP）状态包含热机械轧制（TMCP）加回火状态。

7.4 力学性能及工艺性能

7.4.1 拉伸性能：热轧钢材、正火/正火轧制钢材、热机械轧制钢材的拉伸性能（上屈服强度、抗拉强度、断后伸长率）分别符合表7、表8、表9、表10的规定。

7.4.2 夏比（V型缺口）冲击：钢材的冲击试验温度及冲击吸收能量符合表11的规定，公称厚度不小于6mm或公称直径不小于12mm的钢材应做冲击试验。

7.4.3 弯曲试验：根据需方要求，钢材可进行180°弯曲试验，弯曲压头直径D与试样厚度/直径a的关系为：公称厚度≤16mm时D=2a；公称厚度>16~100mm时D=3a。

7.5 表面质量要求

7.5.1 钢板表面不应有气泡、结疤、裂纹等有害缺陷，允许修磨清理（清理深度不大于负偏差），必要时可焊接修补（需满足特定要求）。

7.5.2 钢带表面不应有结疤、裂纹等有害缺陷，允许局部缺陷（不超过总长度6%）。

7.5.3 型钢、钢棒表面质量应符合相关标准（GB/T 706、GB/T 702等），也可协商执行YB/T 4427（型钢）或GB/T 28300（钢棒）。

7.6 无损检测

经供需双方协商，可采用无损检测的方法检验钢材的内部质量，其检测标准和要求应在合同中规定。

8 试验方法

8.1 检验项目与试验方法对应

表13 钢材检验项目、取样数量、取样方法和试验方法
序号	检验项目	取样数量	取样部位及方法	试验方法
1	化学成分	1个/炉	GB/T 20066	见8.2
2	拉伸试验	1个/批	钢材的一端，GB/T 2975-2018	GB/T 228.1
3	弯曲试验	1个/批	钢材的一端，GB/T 2975-2018	GB/T 232
4	冲击试验	3个/批	钢材的一端，见8.3	GB/T 229
5	厚度方向性能试验	3个/批	GB/T 5313	GB/T 5313
6	无损检验	逐张（卷、根、支）	-	双方协商
7	尺寸、外形	逐张（卷、根、支）	-	相应精度的量具
8	表面质量	逐张（卷、根、支）	-	目视及测量

8.2 化学成分试验方法

钢的化学成分试验一般按GB/T 4336、GB/T 20123、GB/T 20124、GB/T 20125或通用的化学分析方法进行，仲裁时按GB/T 223系列标准（GB/T 223.3、GB/T 223.9等）的规定进行。

8.3 冲击试验取样位置

当需方无特殊要求时，冲击试验的取样位置按如下规定进行：

a) 对于型钢，按GB/T 2975-2018图A.3的规定；
b) 对于圆钢，当公称直径d≤25mm、25mm<d≤50mm及d>50mm时，分别按GB/T 2975-2018图A.5中a)、b)、d)的规定；
c) 对于方钢，当边长不大于50mm时，按GB/T 2975-2018图A.9中a)的规定，当边长大于50mm时，按GB/T 2975-2018图A.9中b)的规定；
d) 对于钢板，当公称厚度不大于40mm时，按GB/T 2975-2018图A.11中a)的规定，当公称厚度大于40mm时，按GB/T 2975-2018图A.11中b)的规定。

9 检验规则

9.1 检查和验收

钢材的检查和验收由供方技术监督部门进行。

9.2 组批规则

9.2.1 钢材应成批验收。每批应由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一交货状态的钢材组成，每批重量应不大于60t，但卷重大于30t的钢带和连轧板可按两个轧制卷组成一批；对容积大于200t转炉冶炼的型钢，每批重量不大于80t。经供需双方协商，可每炉检验2批。
9.2.2 Q355B级钢允许同一牌号、同一冶炼和浇注方法、同一规格、同一生产工艺制度、同一交货状态或同一热处理制度、不同炉号钢材组成混合批，但每批不得多于6个炉号，且各炉号碳含量之差不大于0.02%，Mn含量之差不大于0.15%。
9.2.3 对于要求厚度方向力学性能试验的钢材，组批规则应符合GB/T 5313的规定。

9.3 取样数量

每批钢材的取样部位和取样数量见表13（见8.1）。

9.4 复验与判定规则

钢材的复验与判定应符合GB/T 17505的规定。

9.5 数值修约

数值判定采用修约值比较法，数值修约按GB/T 8170规定执行。

10 包装、标志和质量证明书

如无特殊要求，钢材的包装、标志和质量证明书应符合GB/T 247（钢板和钢带）或GB/T 2101（型钢）的规定。

附录A（资料性附录）国内外标准牌号对照表

表A.1 国内外标准牌号对照
本标准（GB/T 1591-2018）	GB/T 1591-2008	ISO 630-2:2011	ISO 630-3:2012	EN 10025-2:2004	EN 10025-3:2004	EN 10025-4:2004
Q355B (AR)	Q345B (热轧)	S355B	-	S355JR	-	-
Q355C (AR)	Q345C (热轧)	S355C	-	S355J0	-	-
Q355D (AR)	Q345D (热轧)	S355D	-	S355J2	-	-
Q355NB	Q345B (正火/正火轧制)	-	-	-	-	-
Q355NC	Q345C (正火/正火轧制)	-	-	-	-	-
Q355ND	Q345D (正火/正火轧制)	-	S355ND	-	S355N	-
Q355NE	Q345E (正火/正火轧制)	-	S355NE	-	S355NL	-
Q355NF	-	-	-	-	-	-
Q355MB	Q345B (TMCP)	-	-	-	-	-
Q355MC	Q345C (TMCP)	-	-	-	-	-
Q355MD	Q345D (TMCP)	-	S355MD	-	-	S355M
Q355ME	Q345E (TMCP)	-	S355ME	-	-	S355ML
Q355MF	-	-	-	-	-	-

注：表中未列全所有牌号，完整对照请参考标准原文。

GB/T 1591-2018 低合金高强度结构钢