根据国家标准 GB/T 1591-2018《低合金高强度结构钢》规定,Q345B 钢材的含碳量为 ≤0.20%。
在实际应用中,Q345B 的碳含量通常控制在0.14%~0.20%范围内,例如,有实验数据显示某批次 Q345B 钢材的碳含量为0.14%,天津188金宝博销售集团有限公司精心总结了Q345B的含碳量以及含碳量对性能的影响。
碳含量在 Q345B 中的具体范围与作用
含碳量范围
| 标准 | 碳含量(C) |
|---|---|
| GB/T 1591-2018 | ≤0.20%(上限) |
| 实际冶炼控制 | 0.14%~0.20%(常见) |
碳在钢中的作用
强化机制:碳是钢中最经济、最有效的固溶强化元素,每增加 0.01% 的碳,抗拉强度约提高 7~10 MPa。
组织影响:碳含量升高 → 珠光体比例增加 → 强度、硬度上升,但塑性、韧性下降。
焊接性:碳当量(Ceq)公式中,碳的权重最大,碳含量每增加 0.01%,Ceq 约增加 0.01%,焊接冷裂敏感性显著增加。
碳含量对 Q345B 关键性能的影响(实验数据)
| 碳含量(%) | Rel(MPa) | Rm(MPa) | A(%) | Akv(J,0 ℃) | Ceq(%) | 焊接预热建议 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.14 | 360 | 520 | 28 | 120 | 0.38 | 不需预热(t≤25 mm) |
| 0.17 | 380 | 540 | 25 | 90 | 0.41 | 25 ℃以上预热(t>25 mm) |
| 0.20 | 400 | 560 | 22 | 70 | 0.44 | 75 ℃预热(t>25 mm) |
注:Ceq = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15,Q345B 典型 Ceq 控制在 ≤0.45%。
碳含量与显微组织的关系
0.14% C:铁素体(约 75%)+ 珠光体(25%),晶粒度 10~11 级,断口纤维状,韧性良好。
0.20% C:铁素体(约 60%)+ 珠光体(40%),珠光体片层间距减小,硬度增加 (~160 HV),冲击断口出现 30% 脆性解理面。

碳含量与工艺窗口
| 工艺环节 | 碳含量 0.14% | 碳含量 0.20% |
|---|---|---|
| 热轧终轧温度 | 可低至 820 ℃ | 需 ≥850 ℃,防止珠光体带状组织 |
| 正火温度 | 880 ℃即可均匀化 | 需 900 ℃以上,消除碳偏析 |
| 焊接热输入 | 上限 50 kJ/cm | 上限 35 kJ/cm,防止热影响区脆化 |
| 冷弯半径 | 1.0 t(t≤16 mm) | 1.5 t,避免微裂纹 |
实际采购与质量控制建议
合同附加条款:在 GB/T 1591 基础上,补充“碳含量 0.14~0.18%,Ceq≤0.42%”,可显著提升现场焊接效率。
炉前快速分析:采用火花直读光谱,每炉取样,碳含量偏差控制在 ±0.01%。
Z 向性能要求:当板厚 ≥40 mm 且承受拉应力时,限碳 ≤0.16%,可降低层状撕裂风险。
总结
Q345B含碳量:
标准上限:≤0.20%;
实际范围:约 0.14%~0.20%;
典型值:0.14%(视具体冶炼工艺和批次而定)。
把 Q345B 的碳含量从 0.20% 降到 0.15%,牺牲 20 MPa 的强度,却换来:
0 ℃ 冲击功提升 50 J 以上,
焊接预热温度降低 50 ℃,
冷裂敏感性下降约 30%,
这在大多数工程结构中是完全值得且可行的。
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