前言
这是CSA G40.20/G40.21的第六版,对轧制或焊接结构质量钢/结构质量钢的一般要求。它取代了在1998年、1992年、1987年、1981年和1978年出版的以前的版本。此标准已最大限度地符合ASTM标准A6/A6M-4的要求。
1范围
1.1
本标准摘抄自CSA G40.21-04结构质量钢板部分。
1.2
本标准提供了许多强度等级,其最小屈服强度单位为MPa(ksi) 。常见的等级、类型和强度等级见表1。 夏式比V型缺口类别如表9所示。买方指定等级,如果适用则指定类别。
1.3
本标准包括以下类型的钢:
(a)W型可焊接钢
这种类型的钢符合规定的强度要求,并适用于一般焊接低温下的结构韧性符合设计要求。应用范围包括建筑物、桥梁的组合构件等。
(b)型WT可焊接缺口型钢
这种类型的钢符合规定的强度和夏式比V型缺口冲击要求,并适用于焊接结构,因为低温腐蚀韧性是设计要求。这个买方除规定等级外,还规定了建立夏式比V型缺口试验温度和能级所需的钢材等级。应用范围包括桥梁中的初级张力构件和类似构件。
(c) R型耐大气腐蚀钢
该类型的钢满足规定的强度要求的耐大气腐蚀性能。这些钢在大多数环境下都比添加或不添加铜的碳结构钢更好。这些钢重新焊接达到本标准覆盖的最大厚度,应用包括未涂漆的壁板,未涂漆的轻型结构构件等,其中在低温下的缺口韧性符合设计要求。关于低合金钢耐大气腐蚀性的估算方法,见第7.6条。当适当地暴露在大气中,这些钢可以裸(未涂)用于许多应用。
(d)A型耐大气腐蚀可焊接钢
此类钢符合规定的强度要求的大气耐腐蚀性能,这些钢在大多数环境下都比不添加铜的碳结构钢更好,这些钢在低温环境下有更好地焊接韧性,应用包括那些类似于W型钢的应用。低合金钢耐大气腐蚀性的估算方法见第7.6条。当适当地暴露在大气中,这些钢可以裸(未涂)用于许多应用。
(e )AT型耐大气腐蚀可焊接缺口型钢
该钢满足规定强度和夏比V缺口冲击要求。在大多数环境下,这些钢的耐大气腐蚀性明显优于添加或不添加铜的碳结构钢。这些钢适用于焊接结构,而低温腐蚀韧性是一个设计要求。买方除了指定等级,指定建立夏式比V型缺口试验所需的钢类别温度和能量水平。应用包括桥梁和类似的构件的主要张力构件。
*低合金钢耐大气腐蚀性的估算方法见第7.6条。当适当地暴露在大气中时,这些钢可以裸露(未涂漆)用于许 多应用。
(f)Q型淬火和钢化低合金钢板
此类型的钢规定了强度要求。虽然这些钢是可焊接的,但焊接和制造技术特别的热影响区对板的性能是非常重要的,应用程序包括桥梁和类似的结构。
(g)QT型淬火和回火低合金缺口坚韧钢板
该类型的钢规定了强度和夏式比V型缺口冲击要求。它们具有良好的抗脆性断裂能力,适合于低温缺口韧性较低的结构。买方除了规定等级外,还规定了确定夏式比V型型缺口试验温度和能级所需的钢类别。 虽然这些钢材可焊接,但焊接和制造技术对板材的性能至关重要,尤其是对热影响区。应用包括桥梁中的初级张力构件和类似构件。
1.4
在CSA标准中,“shall”用于表达一项要求,即用户有义务满足遵守该标准的要求;“should”用于表达建议或其被建 议但未被要求的建议;和“may”用于表达一个选项或在标准范围内允许的选项。随附条款的注释不包括要求 者的替代方案需求;附带的注释的目的是从平面或信息材料以外的文本中分离出来。表格和数字的注释被认为是表格 或数字的一部分,并可以作为要求书写。方程和数字的例被认为是要求。
1.5
SI(公制)或码/磅单位中规定的值作为标准。在文本,码/磅的单位显示在括号中。在每个系统中陈述的值并不准确等效物;每个系统都必须独立使用。合并来自这两个系统的值可能会导致不符合本标准。
2.参考出版物
除CSA G 40.20第2条所列出版物外,本标准是指以下出版物,并应参考下列版本:
CSA(加拿大StandardsAssociation) G40.20-04
轧制或焊接结构质量钢的一般要求
3.定义
关于本标准中使用的术语的定义,请参见CSA G 40.20中的第3条。
4.一般要求
4.1
钢材应符合CSA G 40.20的要求。这些要求包括分析、试验准备、试验方法、试验次数、尺寸和质量的允许变化、重新测试、标记、检查、再测试、拒绝、报告、包装和运输的要求符合ASTM A 992/A 992 M标准的材料也符合本标准。
注: ASTM A992/A 992M包含了CSAG40.20/G40.21中的附加要求,如最大屈服强度、最大屈服强度与抗拉强度比、最大碳当量和最大氮含量。
4.2
不同厚度的任何等级的可用性应受到满足指定化学成分的机械性能的容量的限制,结构形状尺寸组应如CSA G40.20中的表1所示。
注:由于本标准规定的等级数量众多,所有产品形式、尺寸和属性中均可提供。应咨询制造商关于特定等级和产品的可用性。这个尤其适用于结构形状,通常只在较高的强度等级中通过特殊的安排产生。
4.3
根据本标准的材料进行的试验应按照表2所示的试验时间表进行。
4.4
本标准规定的材料试验应在轧制状态下进行,除非材料已经进行了正火处理(由制造商或采购方自行决定)。700Q(100Q)和700 QT(100 QT)的材料除外。
4.5
如买方要求,并经制造商同意,本材料
除700Q(100Q)和700QT(100 QT)外,标准应达到最大碳当量组成。 注:碳当量(CE)应遵循以下公式:
CE=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]x100%
4.6采购依据
询价和订单应显示以下内容:(a)对于板材、板材 、形状和重量:
(i) 数量(总质量(重量)或规定的零件数量或随机长度) ;
(ii) 产品名称;
(iii) 尺寸或尺寸名称(见第4 .7条);
(iv)CSA或ASTM名称、等级,如适用,为类别;
(v)条件(材料或试样的热处理要求(见第6.1条)
(vi)线材提供的板材(见第5.8条);
(vii)认证(见CSAG40 .20第16条);
(vii)API应用,如果适用;
(ix) 测试方案(如ASTMA435/A435M 、A577/A577M 或A578/A578M 中所述的冲击测试 要求 、超声波测试要求);
5制造
5.1
钢材应采用以下任何一种工艺进行加工:
(a)基本开放炉灶;
(b)碱性电炉;或
(c)碱性氧炉。
5.2
只有在300W(44W)等级的情况下,才允许中空结构部分的最大壁厚为16毫米(0.625英寸)。
5.3
厚度超过40 mm ( 1-1/2英寸)的W型钢应采用细粒加工。
5.4
根据买方的规定,厚度超过40 mm ( 1-1/2英寸)的W型钢,如经采购商指定,应按细晶粒加工。
5.5
当细粒钢由本标准或买方规定时,材料应显示一个奥氏体颗粒尺寸No.5或至少70%的检测区域,或报告的热分析显示最低酸溶铝含量最低总铝含量为0.015% 的0.020% 。测试结果应报告给买方。
注:建议买方对于厚板和非常重型的晶型,间隔翅片、颗粒钢和颗粒尺寸测试不一定会确保最终产品中达到细粒(铁)尺 寸。在这种情况下,可包括厚度超过65mm(2-1/2英寸)的板。细粒(奥氏体)钢全脱氧化和细铁粒尺寸对缺口的坚韧或冷成形具有重要意义。当需要优越性能和均匀性晶粒尺寸时,应考虑归 一化。
5.6
除非买方另有规定,否则WT、AT或QT钢不需要第5.5条的规定。
5.7
根据260W(38W)、300W(44W)和350W和350W(50W)标准,允许2至5个热量的分组热批次。分组热板厚度为14mm(1/2英寸),热板厚度或直径为14mm(1/2英寸),腿长度为125mm(5英寸),厚度为200mm(8英寸),最大为400 mm (16英寸)的空心结构段。每组分组热片不得超过25000公 斤(25吨)同时轧制的相同尺寸产品。
5.8
当买方指定时,不得根据本标准提供由盘圈提供的板。
6.供应条件
6.1
除700Q(100Q)级和700QT(100QT)级外,材料通常以轧制状态交付。
据制造商或买方的决定,材料可以以正火状态交货,但700Q(100Q)和700 QT(100 QT)除外。。
6.3
当材料在轧制状态下订货时,制造商可以对全部或部分材料进行标准化处理,应将此程序告知买方。
6.4
如果材料要在正火状态下进行测试,测试试样应取自正火后的材料,取自同时正火的全厚度试样,或取自在类似条件下实验室正火的全厚度试样。当材料由制造商进行正火时,测试试样应取自正火后材料。
6.5
如果能满足性能要求,可以用控轧代替正火,但须经买方在下单时同意。
6.6
淬火和回火钢应通过加热至不低于900°℃(1650°F)进行热处理,液体淬火至低于320°℃(600°F),并在不低于595C(1100°F)进行回火。如果需要,应在试验证书上报告热处理温度。
7化学成分
7.1热分析
7.1.1
除第7.1.2条的规定外,材料通过热分析,应符合表3和表5的要求。
7.1.2
对于API 620和650中列出的美国石油学会(API)板材应用,用于谷物精炼或加固(见表3)的元素应符合 表4的限值。
7.2产品分析
代表每种热量的成品材料应符合产品分析的化学成分要求。如果进行了产品分析,则应符合 ASTMA6/A6M。
7.3热分析报告
热分析应由制造商报告给买方或买方代表。对于板材、板材、焊接形状和热轧薄片,除了超级光束、通道和
角度,报告应包括对规定范围或限制的元素对铜、铬、镍、钼、铌(也称为铌)的分析, 以及 钒当铜、铬、镍、钼或硅的量低于0.02%时,分析可以报告为as“<0.02%”。
7.4分组热批次
对于分组的热量批次,使用的钢材应具有相同的脱氧工艺和合金类型。单个原始化学成分的碳当量值应使用第4.5条中的公式确定,并在此适用的报告分析值的0.03%以内。
7.5替代成分
与表3和表5要求不同的材料(碳、锰、磷和硫含量除外)应考虑符合本标准的要求,只要已获得所有规定的机械性能,并提供
(a)制造商提供的数据表明已满足本标准所要求的属性;
(b)制造商提供的数据表明,可焊性、韧性、缺口韧性和耐腐蚀性始终至少等同于本标准中的可比等级 ; 以及
(c)买方明确批准使用的材料。
7.6耐大气腐蚀性能
对于R 、A和AT型钢,ASTM G101中描述的根据钢的化学成分计算出的大气耐腐蚀指数应为6.0或更高。
注:用户应注意,ASTM G 101预测方程仅针对ASTM G 101中所述的成分极限进行了验证。
8. 机械性能
8.1拉伸性能
试验规格所代表的材料应符合表6至表8中要求的拉伸性能。对于厚度小于8 mm (5/16英寸)的材料,见第8 .3.1. 1条 的CSA G 40.20。
8.2冲击性能
8.2.1
当买方指定必须进行冲击试验的钢材类型(WT、AT 、QT)时,条款8.2.2至8.2.6的要求应适用。
8.2.2
表9(a)列出了可以订购需要冲击试验的钢材类型。类别1到4个特定的标准测试温度。表9(b)列出了标准的最小平均吸收量第1到4类每个等级的能量。当买方和制造商同意1至4类以外的温度或两者以外的能量时,应使用5类要求。
8.2.3
买方应在询价或订单中指定表9(a)中的五种类别之一。
8.2.4
全尺寸查比v缺口冲击试验结果应在T表9(a)中规定的试验温度下,超过表9(b)中规定的三个纵向试样的平均值的能量值
8.2.5
对于补贴试样,补贴夏式比V型-缺口冲击试验应等于CSA G40.20表2所示的适当规定能量值。
8.2.6
试验报告应显示每个单独样品的实际试验值。单个试样结果不应低于规定的平均能量值的三分之二 ( CSAG40.20第14.2条)
8.2.7
经制造商和买方同意,可以采用横向膨胀法代替吸收能量法。在这种情况下,任何试样的总横向膨胀量应不小于0.40 mm(0.015 in)。
9标记
本标准下的材料应按照CSA G40.20进行标记或标识。当材料应通过颜色标记进行标识,并应使用表10中的颜色代码。a规定最低铜含量,应添加铜色条纹。
表1
等级、类型和强度等级(见第1.2条)
(a)公制
*:此等级仅适用于空心结构段、角度和钢筋。
十:This等级仅适用于空心结构 段。
(b)英制
*:此等级仅适用于空心结构段、角度和钢筋。
十:This等级仅适用于空心结构段。
表2 试验计划表
(见第4.3条)
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260W 300W 350W 380W 400W 480W 550W | | | | |
260WT 300WT 350WT 380WT 400WT 480WT 550WT | 33WT 44WT 50WT 55WT 60WT 70WT 80WT | | | |
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备注:
(1)在采购文件上明确订购时,会进行粒度测试
(2)当需要进行冲击测试时,通常不指定粒度测试(见第7.1.3,7.2.2,9.1.2条和CSA G40.20第9.1.5条和本标准第8.2条)
表3
化学成分(见条款4.6,7.1.1,7.1.2和7.5 。)
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260W 300W 350W 380W 400W 480W 550W | | 0.20 0.22 0.23 0.23 0.23 0.26 0.15 | 0.50-1.50 0.50-1.50 0.50-1.50 0.50-1.50 0.50-1.50 0.50-1.50 ≤1.75 | 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 | 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 | 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 | 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15 | | | |
260WT 300WT 350WT 400WT 480WT 550WT | | | 0.80-1.50 0.80-1.50 0.80-1.50 0.80-1.50 0.80-1.50 ≤1.75 | | | 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 | | | | |
| | | | | | | | | | |
| | | 0.75-1.35 0.75-1.35 1.00-1.60 ≤1.75 | | | 0.15-0.50 0.15-0.50 0.15-0.50 0.15-0.50 | | | ≤0.90 ≤0.90 0.25-0.50 0.25-0.50 | 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 |
| | | 0.75-1.35 0.75-1.35 1.00-1.60 ≤1.75 | | | 0.15-0.50 0.15-0.50 0.15-0.50 0.15-0.40 | | | ≤0.90 ≤0.90 0.25-0.50 0.25-0.50 | 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 |
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表4
API板的化学成分(见第7.1.2条)
元素a | |
Nc Nbd Mo Nb(0.05%)+V V Cr Cu Ni | 0.015 0.05 0.08 0.10 0.10 0.25 0.35 0.50 |
a.如果未包含在材料规范中,则使用这些合金或合金组合应由板材制造商自行决定,但需经买方批准。这些元素应在买方要求时报告。如果材料规范中包含更严格的限制,则应遵守这些限制。
b材料在产品分析时应符合这些要求,但须符合ASTMA6/A6M的产品分析公差。
c作为钒的补充加入氮时,应报告。钒与氮的最小比例应为4比1。
d哥伦布(也称为铌),当单独添加或与钒结合使用时,应限制在最大厚度为14毫米(1/2英寸)的板中,除非与0.15%的硅结合使用。
通过对空心管段的热分析得出的化学成分
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| | | 0.30-1.20 0.50-1.50 0.50-1.50 ≤1.65 ≤1.75 ≤1.85 | | | | | | | |
| | | 0.50-1.50 0.50-1.50 ≤1.65 ≤1.75 ≤1.85 | | | 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 | | | | |
| | | | | | 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 | | | | 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 |
| | | | | | 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.40 | | | | 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 0.20-0.60 |
板、楼板、钢筋、板材和焊接形状的机械性能
(见第8.1条)
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260W 300W 350W 380W 400W 480W 550W | 410-590 450-620 450-650 480-650 520-690 590-790 620-860 | | | | | | | | |
260WT 300WT 350WT 400WT 480WT 550WT | 410-590 450-620 480-650 520-690 590-790 620-860 | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| 480-650 520-690 590-790 620-860 | | | | | | | | |
| 480-650 520-690 590-790 620-860 | | | | | | | | |
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表6(结论)
(b)英制
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| 60-85 65-90 65-95 70-95 75-100 85-115 90-125 | | | | | | | | |
| 60-85 65-90 70-95 75-100 85-115 90-125 | | | | | | | | |
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表7
轧制形状和板材堆放的机械性能(见第8. 1条)
(a) 公制
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| | 410-590 450-620 450-650 480-650 520-690 590-790 | | | |
| | 410-590 450-620 480-650 520-690 590-790 | | | |
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表7(结论)
(b)英制
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| | 60-85 65-90 65-95 65-95 75-100 | | | |
| | 85-115 60-85 65-90 70-95 75-100 | | | |
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表9
(a)标准夏比冲击试验温度*
对于指定的类别(见第1.2 和8.2.2至8.2.4条)
(b) 标准夏比冲击能* 的指定等级(见第1.2 、8.2.2和8.2.4条)
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260WT 300WT 350WT 380WT 400WT 480WT 550WT 350AT 400AT 480AT 550AT 700QT | 38WT 44WT 50WT 55WT 60WT 70WT 80WT 50AT 60AT 70AT 80AT 100QT | | | |
*给定的能级为夏式比V型-缺口纵向样品。