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Q355NBZ15低合金高强度结构钢

Q355NBZ15材料定义与标准

Q355NBZ15是中国135低合金高9219强度结构钢3328，执行标准为GB/T 1591-2018，同时满足GB/T 5313-2010对厚度方向性能的要求。其牌号含义如下：

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• Q：屈服强度（"屈" 字拼音首字母）。
• 355：规定最小屈服强度为 355MPa。
• N：交货状态为正火或正火轧制，通过热处理细化晶粒，提升综合性能。
• B：质量等级，要求在20℃常温冲击试验中冲击功≥34J（纵向）。
• Z15：厚度方向性能等级，要求断面收缩率平均值≥15%，单个试样≥10%，适用于抗层状撕裂的焊接结构。

Q355NBZ15化学成分（质量分数，%）

元素C ≤Si ≤MnP ≤S ≤NbVTiCr ≤Ni ≤Cu ≤Mo ≤Als ≥N ≤范围0.200.500.90-1.650.0350.0350.005-0.050.01-0.120.006-0.050.300.500.400.100.0150.015

关键元素作用：

• Nb、V、Ti：通过析出强化提高强度，细化晶粒。
• Cr、Ni、Cu：增强耐腐蚀性，尤其在潮湿或化学环境中表现优异。
• Als：细化晶粒，改善韧性。
• 硫（S）：控制≤0.035%，同时通过钙处理或稀土元素改善硫化物形态，提升 Z 向性能。

Q355NBZ15 力学性能

厚度范围（mm）屈服强度 ReH（MPa）抗拉强度 Rm（MPa）伸长率 A（%）冲击功 Akv（20℃，J）Z 向断面收缩率 ψz（%）≤16≥355470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>16-40≥345470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>40-63≥325470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>63-80≥315470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>80-100≥305470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>100-150≥285470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）>150-200≥275470-630≥21≥34（纵向）≥15（平均值）

注：

• 横向冲击功≥27J，满足复杂应力下的安全性。
• Z 向性能需通过三个试样的平均值和最小值双重考核，确保抗层状撕裂能力。

Q355NBZ15 加工与焊接性能

1. 冷成型：可通过弯曲、冲压等冷加工成型，适用于复杂结构件。
2. 焊接：

• 推荐工艺：采用低氢型焊条（如 E5015）或气体保护焊（如 CO₂焊），预热温度≤100℃。
• 焊接裂纹敏感性：等效碳含量（Ceq）≤0.47%，需控制焊接热输入（建议≤35kJ/cm），避免过热导致晶粒粗大。
• 层状撕裂预防：
• 采用低硫焊丝（如 ER50-6）。
• 增加拘束度时，预热温度可提高至 150℃。
• 采用小电流、多道焊，降低焊接应力。

1. 切割：可采用火焰切割、等离子切割，切割后需清理氧化皮，避免应力集中。

Q355NBZ15交货状态与探伤

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• 默认状态：正火（N）或正火轧制（NR），保证综合性能。
• 特殊状态：可按用户需求提供 TMCP（热机械轧制）状态，代号 Q355MC，适用于对强度和焊接性要求更高的场景。
• 探伤要求：
• 厚度≥20mm 时，可进行超声波探伤（1 探、2 探、3 探）。
• 厚度≥130mm 时，需采用多通道超声检测，确保内部质量。

Q355NBZ15应用领域

1. 建筑工程：

• 高层建筑、桥梁（如上海中心大厦、哈萨克斯坦世博馆）。
• 厚板焊接节点（如北京大兴国际机场航站楼）。

1. 交通领域：

• 船舶结构（耐腐蚀性）。
• 风电项目卷筒、机架（抗疲劳性能）。

1. 石油化工：

• 低温储罐穹顶（如中石化南京工程 4.8 万立方米乙烯储罐）。
• 压力容器、管道（耐高压和腐蚀）。

1. 机械制造：

• 起重机、液压机、矿山机械（高强度与耐磨性）。
• 海洋平台支撑结构（抗层状撕裂）。

Q355NBZ15与其他牌号对比

牌号交货状态冲击温度（℃）耐腐蚀性Z 向性能典型应用场景Q355NBZ15正火20较好Z15常温环境厚板焊接结构Q355NEZ15正火-40较好Z15严寒地区厚板焊接结构Q355MEZ15TMCP-40一般Z15高强度焊接结构（如压力容器）Q355NHZ15热轧-20优异Z15长期暴露大气的桥梁、车辆

注：Q355NHZ15 属于耐候钢（执行 GB/T 4171），添加 Cu、P 等元素，耐腐蚀性优于 Q355NBZ15，但低温性能稍弱。

Q355NBZ15 执行标准与认证

• 主要标准：
• GB/T 1591-2018（低合金高强度结构钢）。
• GB/T 5313-2010（厚度方向性能钢板）。
• 附加要求：
• 表面质量：按 GB/T 3274-2017（热轧钢板和钢带）。
• 厚度方向性能：Z15、Z25、Z35（抗层状撕裂）。
• 认证：可提供 CE 认证、船级社认证（如 ABS、DNV）。

Q355NBZ15 生产工艺与质量控制

1. 冶炼：转炉或电炉冶炼，LF 精炼脱硫、脱气，必要时采用 RH 真空处理。
2. 轧制：控制轧制温度，正火处理细化晶粒，厚度≥50mm 时采用 ACC（加速冷却）。
3. 检验：

• 化学成分分析（直读光谱）。
• 力学性能测试（拉伸、冲击、弯曲、Z 向断面收缩率）。
• 无损探伤（超声波、磁粉）。

Q355NBZ15 注意事项

1. 环境适应性：在 - 20℃至常温环境下性能稳定，高温环境需谨慎使用。
2. 防腐处理：虽含 Cr、Ni 元素，但长期暴露于高湿度或化工环境时，建议涂覆防腐涂层。
3. 库存与加工：

• 常规规格（如 8-300mm 厚）有现货，特殊尺寸需定制。
• 切割后需清理边缘，避免应力集中。

Q355NBZ15 典型案例

• 风电项目：国内某风电卷筒采用 Q355NBZ15，承受交变载荷与常温环境。
• 低温储罐：中石化南京工程 4.8 万立方米乙烯储罐穹顶使用 Q355NBZ15，成功完成气压升顶作业。
• 桥梁工程：南京青奥双塔楼 GRC 幕墙支撑结构，兼顾强度与轻量化需求。

总结：Q355NBZ15 是一种综合性能优异的低合金高强度钢，尤其在常温冲击韧性、焊接性和抗层状撕裂性能方面表现突出，广泛应用于对材料性能要求苛刻的工程领域。在选择时，需根据具体工况（如温度、载荷、环境腐蚀程度）综合评估，并参考最新标准与供应商技术参数。