高強度鋼主要用于海洋工程、起重設備、工程機械、容器儲罐等工作條件苛刻，希望減少自重的重要鋼結構。高強度鋼的應用，除了能降低材料成本、運輸成本、制作成本外；還能節約焊材消耗、焊接工時，減少焊后應力；降低焊接預熱溫度、降低焊后熱處理要求等。

自從1956年Q235被印刷在GB/T 700中開始，QXXX的家族持續興盛了三十多年。三十年來QXXX家族從來沒有停下他們變高變強的腳步，一路從一般強度鋼打拼成高強度鋼、超高強度鋼。成為助力人類社會發展的重要鋼鐵伙伴。

國內QXXX家族常見成員

《碳素結構鋼》GB/T 700-2006，強度級別 Q195~Q235~Q275；《低合金高強度鋼》 GB/T1591-2008，強度級別Q345~Q690。

《高強度結構用調質鋼》 GB/T16270-2009 ，強度級別 Q460~Q690 及 Q800~Q960。

 在國際上QXXX家族擁有更多的名字，比如Q690在歐洲被稱為S690或P690。

隨著鋼鐵材料、焊接材料制造和焊接工藝技術不斷的進步，結構用鋼強度級別不斷提高，1000MPa以上強度級別的鋼種屢見不鮮，高強鋼的總體需求量逐年增加。

在建筑鋼結構、壓力容器、橋梁、造船、海洋工程等行業，結構用高強度鋼常用 Q345、Q390、Q420、Q460、Q620、Q690 等。海工吊車、船用液罐、自升式海洋平臺樁腿、煤礦液壓支架等，較多地使用了 Q690 高強度鋼；而在汽車、集裝箱、工程機械泵車、吊車等，用到了所謂的超高強度鋼 Q800、Q890、Q960，甚至更高強度的 Q1100、Q1300、Q1600 等。

對于海工領域，690MPa級別高強度鋼已成為看家鋼種。雖然Q800、Q960等高強度鋼也有嘗試應用，但是受到材料焊接配套的制約，更高強度的鋼材成功應用的還很少。

常用的 690MPa 高強度鋼

常用的 690MPa 高強度鋼主要有：美標 ASTM A514 《焊接高屈服強度調質鋼》的A514 Grade B（點擊標準名稱或牌號可查看標準和牌號詳情）， A517 《壓力容器用淬火回火高強度合金鋼板》的A517 Grade Q（點擊標準名稱或牌號可查看標準和牌號詳情）；歐標 EN10025-6 《焊接高屈服強度調質鋼》 的S690，EN10028-6《壓力容器用高強度調質鋼》的P690（點擊標準名稱或牌號可查看標準和牌號詳情）；國標 GB/T16270-2009 《高強度結構用調質鋼》的Q690 （點擊標準名稱或牌號可查看標準和牌號詳情） 。國內如寶鋼、鞍鋼、武鋼、舞鋼、南鋼、新鋼、湘鋼等都有能力生產。

注：國標中要求對Nb≤0.06；歐標中要求Nb≤0.06，Cu≤0.06，Zr≤0.15。

高強度鋼的熱處理常用 N/NL 正火；Q/QL，Q +T調質；M/ML/TMCP 熱機械控軋，及 PH 沉淀強化等方式。常用的 690MPa 高強度鋼的調質處理，一般為 Q + T 淬火+ 回火處理。淬火采用水淬方式，得到馬氏體+貝氏體組織，回火（450–650℃）后，硬度降低、韌性提高、強度略微降低；改變回火溫度可調節強度。

690MPa 高強度鋼另一個特點是細晶粒，通過 Al, Ti, Nb 等元素細化晶粒，（晶粒尺寸 ≤ 30μm），可獲得高屈服和抗拉強度，延性斷裂，高斷裂韌性，以及優良的焊接性。

690MPa 高強度鋼在海工產品上的應用

1 LPG 船液罐

LPG 船是液化石油氣（Liquefied petroleum gas）船的簡稱。LPG船主要運輸以丙烷和丁烷為主要成份的石油碳氫化合物或兩者混合氣，還有一些化工產品。LPG 船因其特殊用途而產生了各方面的特殊要求，其技術難度大，代表當今世界的造船技術水平。液罐是LPG 船最重要的結構，液罐的質量決定了船的使用壽命和安全。

船用全壓式液罐采用高強度鋼材料，強度級別最高用到 690MPa，可大大減輕儲罐的重量，從而降低運輸成本。近年受能源需求日益增長的影響，國內LPG運輸船儲罐的制造技術發展迅猛，現已基本實現了國產化。到2018年底，全球共有329艘（非中國旗3000立方米以上）的壓力式LPG船舶，其中包括在2018年交付的6艘新船（總計運力達36,500立方米）。

2海洋鉆井平臺

中國海上油氣年產量超1億噸，助推我國成為世界海洋石油生產大國，海洋鉆井平臺亦將得到發展。為保證海洋石油平臺建造的經濟性以及服役期的安全性，平臺用鋼應具有更高的強度、更優的低溫韌性和可焊性，高強鋼在鉆井平臺的應用將更為廣泛。目前通過船級社認證的海洋平臺用高強鋼的最高強度級別為FH690，國際上對海洋平臺用高規格的齒條鋼普遍采用ASTM標準中的A517Q和A514Q。我國每年新建50-60座海上采鉆平臺，高強鋼的市場容量近400億人民幣/年。

3海工起重設備

另一類重要的海工產品是海上起重設備，主要包括船用甲板吊車、海洋平臺吊車、海工重型起重機等，這些設備中臂架、吊臂及基座轉盤等受力部位使用Q690高強鋼。

4海工產品 690MPa 高強度鋼的焊接

國內船廠九十年代初期就涉足液罐產品，現已基本掌握 LPG/LEG/LNG 液罐的全套建造技術，但以手工焊為主，焊接方法單調，焊接效率低下。在高強度鋼液罐的制造中目前主要采用的高效率焊接方法包括半自動氣保焊，簡易自動化焊；自動氣體保護焊和特殊的埋弧自動焊。

國內外應用現狀和發展趨勢

歐洲已經將S690高強鋼應用于海洋平臺建設，挪威的埃科菲斯克Ⅱ號海洋鉆井平臺是歐洲第1座使用改進韌性S690Q鋼板的海洋平臺。在俄羅斯S690高強鋼的應用越來越廣泛，如Arktickeskaya自升式鉆井平臺。日本對海洋平臺用鋼的研究較早，新日鐵開發了HTUFF技術，利用微合金化元素的析出工藝生產WEL-TEN系列高強鋼板。現今為了減少鋼板厚度，國外正通過調質工藝生產屈服強度超過1100 MPa 超高強度鋼，但焊接困難和耐腐蝕開裂問題阻礙了其發展。

目前，我國船舶與海洋工程用鋼已能滿足國內市場的大部分需求，但部分高級別的特種鋼材仍依賴進口，主要是大厚度具有高強度、抗層狀撕裂、大熱輸入量焊接、超低溫韌性、高止裂等性能的鋼板，其生產工藝十分嚴格，對設備要求高，開發難度大。為此，急需開發一系列高品質海洋工程用鋼，進一步推進我國海洋工程業的發展。

鋼鐵作為海洋工程裝備的關鍵結構材料，廣泛應用于鉆井平臺、生產平臺以及海底管道等。由于服役時間長，要長期抵抗惡劣的風浪條件，水下修理維護的成本極高，其采用的鋼板逐漸向高強度、高韌性、易焊接性、良好的耐腐蝕性以及大厚度、大規格化方向發展。

隨著材料強度的提高，焊接難度和風險也相應提高，對焊接工藝也提出了新的要求。和薄板、一般強度鋼不一樣，高強度鋼結構制作問題主要體現在可焊性、施工性，裂紋等焊接缺陷的防止。 下回道哥為您重點講述690MPa高強度鋼的焊接工藝特點。