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GB/T 1591是中国高强度低合金(HSLA)结构钢国家标准，涵盖从Q345到Q690的等级。2018年修订将主要等级从Q345更名为Q355，以使屈服强度标记与按厚度的实际最小值保持一致。Q345B在遗留项目中仍被广泛引用，大致相当于ASTM A572 Gr 50和EN S355JR。
GB/T 1591(现行版本：2018年，替代2008年版本)规范热轧高强度低合金结构钢板、钢带、钢型材和钢棒。该标准涵盖从Q355(原Q345)到Q690的等级，添加了Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu和Mo等微合金元素，以实现远高于普通碳钢的屈服强度。
重要过渡说明： 2018年修订将Q345更名为Q355，Q390更名为Q390(不变)，Q420更名为Q420(不变)，并增加了Q500、Q550、Q620和Q690作为新的高强度等级。传统标记Q345仍在图纸、采购订单和2008年版本发布或参考的MTC中遇到。在验证MTC时，请确认适用的版本。Q345(2008年版本)和Q355(2018年版本)的成分限制略有不同；在没有验证的情况下，它们不是完全可互换的替代品。
范围和适用性
GB/T 1591适用于用于以下用途的轧制HSLA钢：
- 重型结构制造：桥梁、港口起重机、海上平台
- 建筑结构，特别是高层和长跨度框架
- 建筑机械、压力设备(非容器)和车辆
- 风能塔和输电塔
- 船舶结构(与船级社规则配合)
该标准不涵盖：
- 压力容器板(使用GB 713 Q345R/Q370R)
- 钢筋(使用GB 1499.2)
- 无缝结构管(使用GB/T 8162)
- 细晶粒正火压力容器板(对于Q&T等级使用GB/T 16270)
按等级提供的交付状态：AR(热轧态)、N(正火)、TMCP(热机械控制轧制)、Q+T(淬火回火)。较高等级(Q500及以上)主要以TMCP或Q+T状态供应。
等级覆盖
| 等级(2018) | 传统(2008) | 质量等级 | 屈服强度(≤16 mm)，MPa |
|---|---|---|---|
| Q355 | Q345 | A, B, C, D, E | 355 |
| Q390 | Q390 | A, B, C, D, E | 390 |
| Q420 | Q420 | A, B, C, D, E | 420 |
| Q460 | Q460 | C, D, E | 460 |
| Q500 | -(新) | C, D, E | 500 |
| Q550 | -(新) | C, D, E | 550 |
| Q620 | -(新) | C, D, E | 620 |
| Q690 | -(新) | C, D, E | 690 |
质量等级冲击试验温度：A = +20 °C，B = +20 °C，C = 0 °C，D = −20 °C，E = −40 °C。Q460及以上等级从C级质量开始(无A或B级)。
化学成分要求
根据GB/T 700附录A程序的炉(热)分析。除非显示范围，否则所有值的最大值(质量%)。
Q355 / Q390 / Q420 (原Q345/Q390/Q420)
| 等级 | C最大 | Mn最大 | Si最大 | P最大 | S最大 | Nb最大 | V最大 | Ti最大 | Cr最大 | Ni最大 | Cu最大 | N最大 | CEV最大 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Q355 A/B | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.035 | 0.035 | 0.07 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q355 C | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.030 | 0.025 | 0.07 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q355 D | 0.18 | 1.70 | 0.50 | 0.025 | 0.020 | 0.07 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.012 | 0.43 |
| Q355 E | 0.18 | 1.70 | 0.50 | 0.025 | 0.020 | 0.07 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.010 | 0.43 |
| Q390 A/B | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.035 | 0.035 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q390 C/D | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.030 | 0.025 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q390 E | 0.18 | 1.70 | 0.50 | 0.025 | 0.020 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.50 | 0.30 | 0.010 | 0.43 |
| Q420 A/B | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.035 | 0.035 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.80 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q420 C/D | 0.20 | 1.70 | 0.50 | 0.030 | 0.025 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.80 | 0.30 | 0.012 | 0.45 |
| Q420 E | 0.18 | 1.70 | 0.50 | 0.025 | 0.020 | 0.07 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.80 | 0.30 | 0.010 | 0.43 |
Q460 / Q500 / Q550 / Q620 / Q690
| 等级 | C最大 | Mn最大 | Si最大 | P最大 | S最大 | Nb最大 | V最大 | Ti最大 | Cr最大 | Ni最大 | Cu最大 | N最大 | CEV最大 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Q460 C/D | 0.20 | 1.80 | 0.60 | 0.030 | 0.025 | 0.11 | 0.20 | 0.20 | 0.70 | 0.80 | 0.55 | 0.015 | 0.47 |
| Q460 E | 0.18 | 1.80 | 0.60 | 0.025 | 0.020 | 0.11 | 0.20 | 0.20 | 0.70 | 0.80 | 0.55 | 0.010 | 0.46 |
| Q500 C/D | 0.18 | 1.80 | 0.60 | 0.025 | 0.020 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 0.80 | 0.80 | 0.55 | 0.015 | 0.47 |
| Q500 E | 0.16 | 1.80 | 0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 0.80 | 0.80 | 0.55 | 0.010 | 0.47 |
| Q550 C/D | 0.18 | 2.00 | 0.60 | 0.025 | 0.020 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.015 | 0.55 |
| Q550 E | 0.16 | 2.00 | 0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.010 | 0.55 |
| Q620 C/D | 0.18 | 2.00 | 0.60 | 0.025 | 0.020 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.015 | 0.55 |
| Q620 E | 0.16 | 2.00 | 0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.010 | 0.55 |
| Q690 C/D | 0.18 | 2.00 | 0.60 | 0.025 | 0.020 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.015 | 0.55 |
| Q690 E | 0.16 | 2.00 | 0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.11 | 0.12 | 0.20 | 1.50 | 0.80 | 0.55 | 0.010 | 0.55 |
CEV公式： CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
微合金元素(Nb、V、Ti)不应同时添加超过其各自最大值的数量；Q355–Q460总计Nb + V + Ti ≤ 0.22%，Q500及以上≤ 0.23%。
机械性能
Q355(原Q345)：最小屈服强度(ReH，MPa)
| 厚度(mm) | ≤16 | >16–35 | >35–50 | >50–100 | >100–150 | >150–200 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ReH最小(MPa) | 355 | 345 | 335 | 325 | 315 | 295 |
| Rm (MPa) | 470–630 | 470–630 | 470–630 | 470–630 | 450–600 | 450–600 |
| A最小(%) | 22 | 22 | 22 | 21 | 20 | 20 |
Q390：最小屈服强度(ReH，MPa)
| 厚度(mm) | ≤16 | >16–35 | >35–50 | >50–100 | >100–150 | >150–200 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ReH最小(MPa) | 390 | 380 | 360 | 340 | 330 | 310 |
| Rm (MPa) | 490–650 | 490–650 | 490–650 | 490–650 | 470–620 | 470–620 |
| A最小(%) | 20 | 20 | 20 | 19 | 19 | 18 |
Q420：最小屈服强度(ReH，MPa)
| 厚度(mm) | ≤16 | >16–35 | >35–50 | >50–100 | >100–150 | >150–200 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ReH最小(MPa) | 420 | 410 | 390 | 370 | 360 | 340 |
| Rm (MPa) | 520–680 | 520–680 | 520–680 | 520–680 | 500–650 | 500–650 |
| A最小(%) | 19 | 19 | 19 | 18 | 18 | 17 |
Q460：最小屈服强度(ReH，MPa)
| 厚度(mm) | ≤16 | >16–35 | >35–50 | >50–100 | >100–150 |
|---|---|---|---|---|---|
| ReH最小(MPa) | 460 | 440 | 420 | 400 | 385 |
| Rm (MPa) | 550–720 | 550–720 | 550–720 | 550–720 | 530–700 |
| A最小(%) | 17 | 17 | 17 | 17 | 16 |
Q500 / Q550 / Q620 / Q690 (仅TMCP或Q+T)
| 等级 | ReH最小≤50 mm (MPa) | ReH最小>50–100 mm (MPa) | Rm (MPa) | A最小(%) |
|---|---|---|---|---|
| Q500 | 500 | 480 | 610–770 | 17 |
| Q550 | 550 | 530 | 670–830 | 16 |
| Q620 | 620 | 600 | 710–880 | 15 |
| Q690 | 690 | 670 | 770–940 | 14 |
冲击试验要求
根据GB/T 229的Charpy V缺口冲击试验，纵向试样(10 × 10 × 55 mm)。所有等级和质量水平的最小平均能量：34 J。
| 质量等级 | 试验温度 | 最小平均KV₂ |
|---|---|---|
| A | +20 °C | 34 J |
| B | +20 °C | 34 J |
| C | 0 °C | 34 J |
| D | −20 °C | 34 J |
| E | −40 °C | 34 J |
- 每次试验3个试样；单个最小值 = 所需平均值的70%(≥ 24 J)。
- 对于Q460及以上等级，仅提供C、D、E质量等级。
- 对于TMCP和Q+T产品，可在采购订单中按更高值指定冲击能要求。
质量等级/交付状态
| 状态 | 代码 | 适用等级 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 热轧态 | AR | Q355–Q420 (A/B级质量) | 仅碳和微合金强化 |
| 正火 | N | Q355–Q420 | 晶粒细化；韧性提高 |
| TMCP | TM | Q355–Q690 | 控制轧制 + 加速冷却；CEV更低；焊接性更好 |
| 淬火回火 | QT | Q460–Q690 | 最高强度等级必需 |
TMCP产品通常具有比相应N或AR产品更低的CEV，使得在某些应用中可以进行高热输入焊接而无需预热。
跨标准等效物
| GB/T 1591等级 | ASTM等效 | EN 10025等效 | IS等效 | JIS等效 |
|---|---|---|---|---|
| Q355B | A572 Gr 50 | S355JR (EN 10025-2) | E350A (IS 2062) | SM490A (JIS G3106) |
| Q355C | A572 Gr 50 | S355J0 | E350B | SM490B |
| Q355D | A572 Gr 50 | S355J2 | E350C | SM490C |
| Q355E | A572 Gr 50 | S355K2 | - | - |
| Q390B | A572 Gr 55 | S390 (EN 10025-3) | - | - |
| Q420B | A572 Gr 60 | S420 (EN 10025-3/4) | - | SM570 (JIS G3106) |
| Q420C | A572 Gr 60 | S420M (EN 10025-4) | - | - |
| Q460C | A572 Gr 65 | S460M (EN 10025-4) | - | - |
| Q460D | A572 Gr 65 | S460ML (EN 10025-4) | - | - |
| Q500C | A514 Gr B (部分) | S500M (EN 10025-4) | - | - |
| Q550C | A514 Gr B | S550M (EN 10025-4) | - | - |
| Q690C | A514 Gr B/F/Q | S690QL (EN 10025-6) | - | - |
等效值是近似的。EN 10025-2下的EN S355系列(非合金)不强制微合金；Q355可能包含不存在于所有S355产品中的Nb/V/Ti添加。
MTC验证清单
GB/T 1591材料的质量证明书必须包括：
- 标准号：GB/T 1591附带版本年份(2018或2008)
- 等级标记(例如Q355B或传统Q345B)，确认适用的版本
- 炉号(炉号)和产品批号(批号)
- 产品形式、尺寸和热/交付状态(AR/N/TMCP/QT)
- 炉分析：C、Mn、Si、P、S、Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu、N、CEV，全部在上述限制内
- 机械试验结果：ReH、Rm、A，注明厚度范围
- Charpy冲击试验：温度、三个单独值和平均值(≥ 34 J)
- TMCP或Q+T热处理记录(如适用)
- 轧钢厂认证机构的签名和印章
MTC审核人员的标志：
- CEV高于该质量等级允许的限制(表示焊接性差)
- 屈服强度试验厚度与订购的厚度范围不匹配
- 在声称符合2018版本的证书上标记Q345(应为Q355)
- 冲击试验温度比指定质量等级所需的温度更高
常见问题
Q345和Q355之间有什么区别？
Q345是GB/T 1591 2008年版本中使用的等级标记。2018年修订将其更名为Q355，以更好地反映实际最小屈服强度，按厚度计算为≤ 16 mm的材料为355 MPa。化学成分限制也略有变化：Q355 (2018)对D和E质量等级的P和S限制更严格，与Q345 (2008)相比具有修改的CEV公式。如果订购新材料，请按GB/T 1591-2018指定Q355。传统图纸可能仍然显示Q345。
Q345B等同于ASTM A572 Grade 50吗？
它们在屈服强度(355 vs. 345 MPa)和抗拉强度(470–630 vs. 448–621 MPa)上大致相当。Q345B需要在+20 °C (34 J最小)进行Charpy冲击试验，而A572 Gr 50除非调用补充要求S5，否则不强制冲击试验。Q345B也对Nb、V、Ti和Cu微合金元素有明确的限制。对于大多数结构应用，替换是可接受的，但要与设计工程师确认。
GB/T 1591 MTC上的TMCP是什么意思？
TMCP代表热机械控制轧制(热机械控制工艺)。它涉及在特定温度下的控制轧制，随后是加速水冷，产生细晶粒微观结构，无需正火或淬火。TMCP产品以较低的碳当量(CEV)实现与正火材料相同或更高的强度，这改善了焊接性，特别是与海上、桥梁和大热输入埋弧焊应用相关。
我如何验证GB/T 1591 MTC上的碳当量(CEV)？
使用以下方式计算CEV：CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15。从MTC中插入炉化学值，并将结果与等级和质量允许的最大值进行比较。对于Q355D，CEV最大值为0.43。如果MTC上未列出Mo(如对于没有故意Mo的微合金等级很常见)，则将其视为0。TestCert从MTC上的化学值自动执行此计算。
Q500、Q550、Q620和Q690是新等级吗？
是的。这四个等级在GB/T 1591的2018年修订中引入。它们需要TMCP或Q+T交付，仅在C、D和E质量等级中提供。这些等级与欧洲S500–S690等级和ASTM A514竞争高强度结构应用，如重型起重机、采矿设备和海上顶部模块。
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