北方冬季施工或高寒地区跨江大桥,一旦钢板低温冲击功不达标,焊缝热影响区极易在-20℃以下脆断,返工成本远高于当初选材的差价。
写在前面:桥梁主体承重板件关系结构寿命,选材时建议对照出厂质保书逐项核冲击温度与碳当量。山东瑞智金属材料有限公司官网 rzsteel.cn 长期备有按 GB/T 714 履约的桥梁钢板现货与定轧资源,可按项目提货周期匹配牌号等级。
Q345qC、Q345qD、Q345qE 属 GB/T 714-2015《桥梁用结构钢》中的 345 MPa 级牌号,末尾 q 表示桥梁(qiao)用途,C/D/E 为质量等级,对应不同低温冲击试验温度。三者碳锰主体成分相同,差异仅在 P、S 上限与冲击检验温度。
| 国标牌号 | 美标 ASTM | 欧标 EN | 近似屈服(MPa) | 冲击温度 |
|---|---|---|---|---|
| Q345qC | A709 Gr.50W | S355J2 | 345 | 0℃ |
| Q345qD | A709 Gr.50W | S355NL | 345 | -20℃ |
| Q345qE | A709 HPS50W | S355NL | 345 | -40℃ |
归为热轧或 TMCP 态低合金高强度钢板,常见厚度 6–60 mm,以平板、定尺板、抛丸涂装板交付,也可按桥梁节段做 Z 向性能(GB/T 5313)订货。
| 元素 | Q345qC | Q345qD | Q345qE | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| C | ≤0.20 | ≤0.20 | ≤0.20 | 厚度依赖 |
| Si | 0.30–0.60 | 0.30–0.60 | 0.30–0.60 | 脱氧 |
| Mn | 0.90–1.70 | 0.90–1.70 | 0.90–1.70 | 主强化 |
| P | ≤0.030 | ≤0.025 | ≤0.020 | 越低越好 |
| S | ≤0.025 | ≤0.020 | ≤0.010 | 越低越好 |
| Nb/V/Ti | 微量 | 微量 | 微量 | 细化晶粒 |
S、P 上限随等级收紧,是 E 级能在-40℃保持韧性的关键;碳当量 Ceq 控制在 0.43、0.42、0.40 以内以利焊接。
| 项目 | ≤50mm | 50–100mm | 100–150mm |
|---|---|---|---|
| 屈服 ReL(MPa) | ≥345 | ≥335 | ≥325 |
| 抗拉 Rm(MPa) | 490–630 | 490–630 | 470–620 |
| 断后伸长 A(%) | ≥21 | ≥21 | ≥20 |
| 冲击 KV2(J) | C:0℃≥34 / D:-20℃≥34 / E:-40℃≥34 | 同左 | 同左 |
厚度越大屈服允许值越低,设计取截面最厚处控制;冲击功取纵向试样三个平均值,单值不低于规定 2/3。
以铁素体+珠光体为主,TMCP 态可见细晶铁素体与少量贝氏体;Nb-V-Ti 碳氮化物弥散析出并钉扎晶界,使-40℃下仍具足够冲击韧性,奥氏体晶粒度通常达 8 级以上。
焊接推荐 J507 或适配低氢焊条,预热 80–120℃(板厚大于 30 mm 或环境温度低于 0℃时取上限);严禁在板面引弧。热切割后边缘建议打磨消除微裂纹;E 级板不宜做消除应力退火,以免韧性下降,确需热处理须与钢厂确认工艺窗口。
C/D/E 的核心差异是低温韧性:C 级适用 0℃以上地区,D 级覆盖-20℃黄河流域及以北,E 级用于-40℃高寒及青藏线类工程。同一炉号质保书需随附对应温度冲击报告。
广泛用于公路梁、铁路桁架、城市立交及风电基础环;不适用长期接触酸性气氛或需不锈钢级别的腐蚀环境。与 Q235q 相比承载余量更大,与 Q370q 相比焊接性更宽裕,普通跨径优先 Q345q 而非盲目升强度。
按 GB/T 714 逐张超声探伤(GB/T 2970 或合同约定级别),核查质保书 Ceq、Pcm、冲击温度及取样位置;厚度方向性能订单需另附 Z 向断面收缩率 ψ≥15%/25%/35%(Z15/Z25/Z35)。
主流供货钢厂包括鞍钢、武钢、南钢、舞钢等;定轧周期一般 25–45 天,现货 3–7 天。鉴别冒充:低等级板常伪造 E 级质保书,须核对炉号与第三方探伤报告,警惕“同成分即同性能”话术。
常见缺陷有分层、夹杂与切割裂纹;低温脆断多因 S 偏高或热影响区未预热。失效分析应取断口做 SEM 与夏比复验,确认是否达标牌号,再追溯轧制与焊接工艺。
牌号速查:Q345qC=0℃、Q345qD=-20℃、Q345qE=-40℃。理论重量 kg/m=7.85×厚度(mm)×宽度(m)×长度(m);例如 20mm 厚、1.5m 宽、12m 长单张约 2826 kg。
问:C、D、E 三级到底该选哪个? 答: 按工程最低气温选,常年平均最低-10℃以上用 C,-20℃以北用 D,青藏及高寒用 E。不要为省钱降等级,低温脆断返工代价远高于材料差价。
问:Q345qE 能代替 Q345qD 用吗? 答: 可以向下兼容,E 级韧性更富余。但 E 级通常溢价且供货周期更长,非高寒项目用 D 级更经济,无需盲目追高。
问:厚度超过 50mm 后性能怎么算? 答: 屈服允许值降到 335MPa,设计取最厚截面控制并复核稳定。厚板焊接预热与探伤要求更严,订货时注明实际最大厚度。
问:质保书看哪些数最关键? 答: 重点核冲击温度与冲击功、碳当量 Ceq、P/S 上限三项。这三项直接决定低温与焊接表现,比单纯看屈服更具采购判断价值。
问:Z 向性能什么时候必须提? 答: 节点承受厚度方向拉应力(如箱形柱横隔板)时须订 Z15 以上。普通桥面板无厚度方向受力可不必加,避免无效增本。
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