高强度钢主要用于海洋工程、起重设备、工程机械、容器储罐等工作条件苛刻，希望减少自重的重要钢结构。高强度钢的应用，除了能降低材料成本、运输成本、制作成本外；还能节约焊材消耗、焊接工时，减少焊后应力；降低焊接预热温度、降低焊后热处理要求等。

自从1956年Q235被印刷在GB/T 700中开始，QXXX的家族持续兴盛了三十多年。三十年来QXXX家族从来没有停下他们变高变强的脚步，一路从一般强度钢打拼成高强度钢、超高强度钢。成为助力人类社会发展的重要钢铁伙伴。

国内QXXX家族常见成员

《碳素结构钢》GB/T 700-2006，强度级别 Q195~Q235~Q275；《低合金高强度钢》 GB/T1591-2008，强度级别Q345~Q690。

《高强度结构用调质钢》 GB/T16270-2009 ，强度级别 Q460~Q690 及 Q800~Q960。

 在国际上QXXX家族拥有更多的名字，比如Q690在欧洲被称为S690或P690。

随着钢铁材料、焊接材料制造和焊接工艺技术不断的进步，结构用钢强度级别不断提高，1000MPa以上强度级别的钢种屡见不鲜，高强钢的总体需求量逐年增加。

在建筑钢结构、压力容器、桥梁、造船、海洋工程等行业，结构用高强度钢常用 Q345、Q390、Q420、Q460、Q620、Q690 等。海工吊车、船用液罐、自升式海洋平台桩腿、煤矿液压支架等，较多地使用了 Q690 高强度钢；而在汽车、集装箱、工程机械泵车、吊车等，用到了所谓的超高强度钢 Q800、Q890、Q960，甚至更高强度的 Q1100、Q1300、Q1600 等。

对于海工领域，690MPa级别高强度钢已成为看家钢种。虽然Q800、Q960等高强度钢也有尝试应用，但是受到材料焊接配套的制约，更高强度的钢材成功应用的还很少。

常用的 690MPa 高强度钢

常用的 690MPa 高强度钢主要有：美标 ASTM A514 《焊接高屈服强度调质钢》的A514 Grade B（点击标准名称或牌号可查看标准和牌号详情）， A517 《压力容器用淬火回火高强度合金钢板》的A517 Grade Q（点击标准名称或牌号可查看标准和牌号详情）；欧标 EN10025-6 《焊接高屈服强度调质钢》 的S690，EN10028-6《压力容器用高强度调质钢》的P690（点击标准名称或牌号可查看标准和牌号详情）；国标 GB/T16270-2009 《高强度结构用调质钢》的Q690 （点击标准名称或牌号可查看标准和牌号详情） 。国内如宝钢、鞍钢、武钢、舞钢、南钢、新钢、湘钢等都有能力生产。

注：国标中要求对Nb≤0.06；欧标中要求Nb≤0.06，Cu≤0.06，Zr≤0.15。

高强度钢的热处理常用 N/NL 正火；Q/QL，Q +T调质；M/ML/TMCP 热机械控轧，及 PH 沉淀强化等方式。常用的 690MPa 高强度钢的调质处理，一般为 Q + T 淬火+ 回火处理。淬火采用水淬方式，得到马氏体+贝氏体组织，回火（450–650℃）后，硬度降低、韧性提高、强度略微降低；改变回火温度可调节强度。

690MPa 高强度钢另一个特点是细晶粒，通过 Al, Ti, Nb 等元素细化晶粒，（晶粒尺寸 ≤ 30μm），可获得高屈服和抗拉强度，延性断裂，高断裂韧性，以及优良的焊接性。

690MPa 高强度钢在海工产品上的应用

1 LPG 船液罐

LPG 船是液化石油气（Liquefied petroleum gas）船的简称。LPG船主要运输以丙烷和丁烷为主要成份的石油碳氢化合物或两者混合气，还有一些化工产品。LPG 船因其特殊用途而产生了各方面的特殊要求，其技术难度大，代表当今世界的造船技术水平。液罐是LPG 船最重要的结构，液罐的质量决定了船的使用寿命和安全。

船用全压式液罐采用高强度钢材料，强度级别最高用到 690MPa，可大大减轻储罐的重量，从而降低运输成本。近年受能源需求日益增长的影响，国内LPG运输船储罐的制造技术发展迅猛，现已基本实现了国产化。到2018年底，全球共有329艘（非中国旗3000立方米以上）的压力式LPG船舶，其中包括在2018年交付的6艘新船（总计运力达36,500立方米）。

2海洋钻井平台

中国海上油气年产量超1亿吨，助推我国成为世界海洋石油生产大国，海洋钻井平台亦将得到发展。为保证海洋石油平台建造的经济性以及服役期的安全性，平台用钢应具有更高的强度、更优的低温韧性和可焊性，高强钢在钻井平台的应用将更为广泛。目前通过船级社认证的海洋平台用高强钢的最高强度级别为FH690，国际上对海洋平台用高规格的齿条钢普遍采用ASTM标准中的A517Q和A514Q。我国每年新建50-60座海上采钻平台，高强钢的市场容量近400亿人民币/年。

3海工起重设备

另一类重要的海工产品是海上起重设备，主要包括船用甲板吊车、海洋平台吊车、海工重型起重机等，这些设备中臂架、吊臂及基座转盘等受力部位使用Q690高强钢。

4海工产品 690MPa 高强度钢的焊接

国内船厂九十年代初期就涉足液罐产品，现已基本掌握 LPG/LEG/LNG 液罐的全套建造技术，但以手工焊为主，焊接方法单调，焊接效率低下。在高强度钢液罐的制造中目前主要采用的高效率焊接方法包括半自动气保焊，简易自动化焊；自动气体保护焊和特殊的埋弧自动焊。

国内外应用现状和发展趋势

欧洲已经将S690高强钢应用于海洋平台建设，挪威的埃科菲斯克Ⅱ号海洋钻井平台是欧洲第1座使用改进韧性S690Q钢板的海洋平台。在俄罗斯S690高强钢的应用越来越广泛，如Arktickeskaya自升式钻井平台。日本对海洋平台用钢的研究较早，新日铁开发了HTUFF技术，利用微合金化元素的析出工艺生产WEL-TEN系列高强钢板。现今为了减少钢板厚度，国外正通过调质工艺生产屈服强度超过1100 MPa 超高强度钢，但焊接困难和耐腐蚀开裂问题阻碍了其发展。

目前，我国船舶与海洋工程用钢已能满足国内市场的大部分需求，但部分高级别的特种钢材仍依赖进口，主要是大厚度具有高强度、抗层状撕裂、大热输入量焊接、超低温韧性、高止裂等性能的钢板，其生产工艺十分严格，对设备要求高，开发难度大。为此，急需开发一系列高品质海洋工程用钢，进一步推进我国海洋工程业的发展。

钢铁作为海洋工程装备的关键结构材料，广泛应用于钻井平台、生产平台以及海底管道等。由于服役时间长，要长期抵抗恶劣的风浪条件，水下修理维护的成本极高，其采用的钢板逐渐向高强度、高韧性、易焊接性、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大规格化方向发展。

随着材料强度的提高，焊接难度和风险也相应提高，对焊接工艺也提出了新的要求。和薄板、一般强度钢不一样，高强度钢结构制作问题主要体现在可焊性、施工性，裂纹等焊接缺陷的防止。 下回道哥为您重点讲述690MPa高强度钢的焊接工艺特点。