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编者:这是一篇长文,详细解析了我们平时接触的低合金高强钢(如Q345系列)我国国标发展的历史,以及最新改版的细节。从中可以看出我国钢铁行业发展的历程,也可以了解这个系列产品在贸易和应用中的变化。
正文分五个部分,关键字:刘嘉禾、民主德国、YB13、鞍钢、1958、修订细则...
开门见山
什么是低合金高强度结构钢?
关于低合金高强度结构钢,GB/T 20566-2006 钢及合金术语中,有如下定义:
简而言之,这个系列是工业体系的基石,是用量最大的钢种之一。
1、昔日荣光
在中国钢铁发展的历史上,没有哪个钢,能像低合金高强度结构钢一样,书写了一代传奇,也终将被永远铭记。
说到低合金高强钢,请让我们记住这个有温度的名字:刘嘉禾。
刘嘉禾,山东青州人,1943年毕业于交通大学唐山工学院贵州分校矿冶系。
1957年刘嘉禾在鞍钢工作期间,为了解决汽车大梁板的冲压合格率低的问题,配合民主德国钢铁冶金专家孔歇尔试制德国牌号ST52(16Mn前身)以代替原苏联牌号30Ti钢。
(在中苏交恶的背景下,研制出原苏联的替代牌号对我国工业体系健康发展具有重要意义。)
1958年刘嘉禾调到钢铁研究院新钢种室,由他提议组建并亲自领导我国第一个专门从事低合金高强度钢研究的小组。这一钢种的研究发展,是为了改变碳素钢一统工程用钢的格局,试制出一些强度与塑性均好于碳素钢的新钢种。
(新钢种的研制既要结合国内资源条件,又要生产操作简便易行,还要兼顾用户的承受能力。)
根据我国有丰富的锰资源,选择了ST52钢作为基础,调整钢的成分,即在原有碳素钢的基础上,把锰含量提高一些,碳含量降低一点,成功试制出16Mn合金钢。
在这之后,我国的低合金高强度结构钢的研发生产打开了局面,从五十年代末的仿制,到六、七十年代自主研发,九十年代以后快速发展的道路,目前正朝着高强、超高强度低合金钢的研制方向发展,并逐步跻身国际前列。
在钢牌号开发方面,经历了16Mn钢、16Mn钢系及衍生钢种(14MnNb、14MnVTiRE、15MnV、15MnTi、15MnVN、16MnNb、18Nb等),Q345、Q390、Q420、Q460强度系列,到目前的Q500、Q550、Q620、Q690钢级及更高强度系列。
2、标准沿革
GB/T1591是个有故事的国家标准,记录了新中国钢铁发展史上低合金高强钢的传奇,经历了从冶标(YB)到国标(GB)的漫长历程。
今天我们看到的GB/T1591-2018,是一份2018年发布的版本,它的历代版本如下:2008版,1994版,1988版,1979版。
1979版之前呢?那时并没有GB/T1591,而要追溯到冶金部部颁标准YB13。
追溯从YB13到GB/T1591的历史
YB 13
1950年 代末,以原冶金产业部钢铁研究院刘嘉禾为首的一批冶金学专家率先研制成功了16Mn钢和15MnTi钢开始,钢铁界的前辈们开创了中国低合金钢领域,在此基础上制定了命名为低合金高强度钢的第一个标准(YB13-58),列进12个钢种牌号。
1963年该标准更名为低合金结构钢(YB13-63),纳进的钢种牌号除Mn系列外,包括了结合我国富产资源所开发的V、Ti、Nb及稀土的低合金钢。
(在此基础上派生出了桥梁、造船、容器、汽车大梁、矿用等专用钢标准。)
1969年 修改的YB13-69,名称更改为普通低合金钢(简称普低钢)。
GB 1591
1979年 对YB13-69进行了修订,名称改为GB 1591-79低合金结构钢技术条件,取消了Ⅱ组钢和允许16Mn提高碳含量上限,降低屈服点、抗拉强度和伸长率的规定;
1988年 GB 1591-88做了一次试探性的改版。为顺应1982国家标准局提出的“采用国际标准”的要求,对GB1591-79进行了修订,考虑到当时用于低合金钢与国内资源有关,情况比较复杂,受当时企业装备和工艺的限制,采用国际标准的难度比较大,所以那次修订没有明显提高,只做了一些小修小改。
(GB 1591-88也是互联网上能找到的最早的一份该系列标准。与1979版标准相比,GB1591-88规定的硅含量上限由0.60%调整为0.55%,稀土加入量规定下限为0.020%,硫含量由0.050%修改为0.045%。关于硫、磷含量,低合金钢标准与普碳钢标准一样。)
1994年,新颁布的标准GB/T1591-94更名为低合金高强度结构钢,包括了屈服强度295~460MPa 5个强度等级和A~E共5个质量等级。
2008年 颁布的标准GB/T1591-2008扩大了标准的适用范围,增加了Q500,Q550,Q620,Q690强度级别,取消了Q295强度级别,修改了钢化学成分的规定,加严了磷、硫等有害元素的控制;增加了钢的碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定,修改了交货状态,取消了调质钢的规定,修改了钢力学性能值与厚度规格组的规定,明确屈服强度为下屈服强度,提高了冲击吸收能量,增加了各牌号钢的厚度方向性能要求,此标准一直使用至今。
2018年5月14日,中华人民共和国国家标准批准发布公告2018年第6号文,批准发布389项国家标准、6项国家标准修改单和54项国家标准外文版的清单。
其中GB/T1591-2018低合金高强度结构钢代替GB/T 1591-2008,将于2019年02月01日实施。
2019年02月01也就是还有一个半月,GB/T1591-2018将正式实施。
GB/T 1591-2018 的改版内幕
2014年,确定修订计划:
国家标准化管理委员会国标委综合下达〔2014〕67号文“关于下达2014年第一批国家标准制修订计划的通知”,确定了GB/T1591的修订计划,该项目编号为20140726-T-605,项目名称为《低合金高强度结构钢》。本项目是修订项目,代替GB/T 1591 -2008。主要的修订工作由鞍钢股份有限公司牵头起草。
(说起鞍钢,这可是当年中国钢铁行业的绝对老大,神一样的存在,中国最早的低合金高强钢就诞生在鞍钢,如今,鞍钢依然是雄霸一方的行业巨擘。)
2017年,出现了一个低合金高强钢的GB/T34560.X系列标准
特别需要提及的是,在这之前的2017年10月14日,中华人民共和国国家标准批准发布公告2017年第26号文,批准发布《智慧城市 技术参考模型》等425项国家标准的清单,其中包括了以下标准:
以上标准的实施日期为2018年07年01日,该系列标准的第三部分,GB/T 34560.3-2018结构钢 第3部分:细晶粒结构钢交货技术条件也是在2018年5月14日发布的,实施日期同样是2019年02月01日。
至于此处为什么要特别提到GB/T34560.X系列标准,这在本文的最后部分会有交待。
3、融入的渴望
重新对国标进行修订,是为国标能更好地走向世界。在经济日益全球化的今天,标准是判断该区域国际化融入深度的一个标志。
除非你本身就是最强者,你说的就是国际标准。
秦始皇完成统一大业后,开始着手改革旧制,开始秦帝国的新气象,其中除了统一货币和度量衡之外,最重要的三条改革内容就是“书同文,车同轨,行同伦”,就是统一文字,统一车轨的轨距,统一文化,由此也拉开了中华农耕文明大一统的序幕。有统一的标准,这也是华夏文明数千年屹立不倒的基石之一。
当今世界,国际标准,就是世界的通用语言。当下中国走向世界,渴望融入世界经济生态圈,抛除狭隘的民族主义,将国家标准向国际标准靠拢或直接采用国际标准,是一种必然选择。
事实上,中国于1978年加入ISO后,很多有识之士就认识到国际标准对于工业生产和国际贸易的极端重要性。然而,这么多年来,在国内等同采用或修改采用国际标准的案例并不常见。
尤其是在钢铁产品领域,我们一直以来都有自己的引以为傲一套标准体系。但是...然并卵...就像某会议的官方语言是普通话,而你在发言时非要说大部分人听不懂的方言,这无异于自我封闭。因此,大部分国标的影响力往往是这样的:国内叫得响,国外无影响。
在GB/T 1591-2018的编制说明中的一段文字,不经意间透露了GB/T1591-2008的窘境:
如何提高中国钢铁产品在国际市场上的影响力和话语权,是近阶段中国钢企面临的一个重要挑战。于是,GB/T 1591被提上了修订完善的议事日程。
在GB/T 1591-2018的标准报批稿起草说明中,有如下描述:
4、WHAT HAPPENED?
让我们一起看看GB/T1591-2018报批稿的编制说明给我们揭示的一些细节吧。
修订的过程
起草阶段:
2014年,国家标准化管理委员会下达了《低合金高强度结构钢》的修订计划;
2015年5月10日,全国钢标委基础分委员会组织各起草单位成立了起草工作组,由鞍钢股份有限公司为组长单位,负责主要起草工作。工作组对国内外低合金高强度结构钢产品和技术现状与发展情况进行全面调研,同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料,进行了大量的研究分析、资料查证工作,结合实际应用经验,进行全面总结和归纳,在此基础上编制出《低合金高强度钢》标准草案初稿。经工作组及有关专家研讨后,对标准草案初稿进行了认真的修改;
2015年7月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件,报全国钢标委基础分委员会秘书处。
征求意见阶段:
2015年8月 鞍钢股份有限公司将征求意见稿(一稿)发往相关单位征求意见,同时在《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见。共发函35 个,收到11个单位回函,其中10个单位提出了35条意见或建议。
2016年1月在北京召开了第一次标准讨论会议,2016年3月在北京召开了标准起草专家讨论会议。
2016年4月6日全国钢标委基础分委会秘书处以[2016]02号文将征求意见稿(二稿)发往相关单位征求意见,同时在《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见。截止到2016年6月30日,共发函50 个单位,收到13个单位回函,其中13个单位提出了44条意见或建议。
2016年7月,工作组在北京再次召开讨论会,对征求意见稿进行补充完善。
审查阶段:
通过对这些反馈意见进行分类、归纳、整理和分析,工作组采纳43条,不采纳27条,并进而对标准征求意见稿进行了补充、修改。
2016年8月8日 完成了标准送审稿,提交全国钢标委基础分委员会秘书处。
2016年11月4日~5日 全国钢标委基础分委员会在四川省成都市召开了《低合金高强度结构钢》标准审查会,到会专家34名,对该标准进行了审查,获得一致通过,并认为该标准水平达到国际先进水平。
报批阶段:
2016年12月 工作组按照会议审查意见对标准送审稿作了进一步的修改、整理和完善,形成了标准报批稿、编制说明及其他相关文件,报全国钢标委基础分委员会秘书处。
2017年7月12日 由全国钢标委基础分委员会组织在上海召开了该标准报批稿的研讨会,对报批稿进行了进一步完善。
2017年9月 工作组上报全国钢标委员基础分委员会秘书处。
2017年10月16日 由全国钢标委基础分委员会组织鞍钢股份、首钢、宝钢、中冶研院等单位在北京召开了又一次会议,对标准某些具体问题再次进行了讨论与统一,并经工作组对标准报批稿反复修改完善。
2017年12月1日 形成了最终的标准报批稿、编制说明及其他相关文件,报全国钢标委基础分委员会秘书处。
2017年12月14日 由全国钢标委基础分委员会秘书处在《国家标准制修订工作管理信息系统》上发起投票。
2017年12月20日 全体31位委员中26名委员赞成,5位委员弃权,赞成率为83.9%,审查通过。
主要修改内容
GB/T 1591-2018与GB/T 1591-2008《低合金高强度结构钢》相比,主要修改内容为:
① 适用范围中明确了本标准的化学成分也适用于钢坯(见第1章,2008版第1章);
② 修改了“热机械轧制”及“正火轧制”术语的定义,增加了“热轧”、“正火”术语与定义(见第3章,2008版第3章);
③ 修改了牌号表示方法(见第4章,2008版第4章);
④ 增加了订货内容(见第5章);
⑤ 明确了尺寸、外形、重量及允许偏差要求(见第6章,2008版第5章);
⑥ 以Q355钢级替代Q345钢级及相关要求(见第7章、9.2,2008版第6章、8.2);
⑦ 按不同交货状态规定各牌号的化学成分,并修改了细化晶粒元素的含量(见7.1,2008版6.1);
⑧ 按不同交货状态规定各牌号的力学性能,并将下屈服强度修改为上屈服强度,其指标相应提高了10MPa~15MPa(见7.4.1、7.4.2,2008版6.4.1、6.4.2);
⑨ 细化了钢材表面质量要求(见7.5,2008版6.5);
⑩ 修改了试验方法和检验规则,明确了冲击试验的取样部位(见第8章、第9章,2008版第7章、第8章);
⑪增加了本标准牌号与国外标准牌号对照表(见附录A)。
重大分歧意见的处理
1)关于“屈服强度”的修改说明
标准各牌号的屈服强度等同采用ISO 630规定的上屈服强度ReH。
原送审稿附录A中,Q345和Q390钢级各牌号的屈服强度,沿用GB/T 1591-2008标准中的下屈服强度ReL,如改为上屈服强度ReH,是对GB/T 1591-2008标准的降低,为便于这些牌号的平稳过渡,以减小标准对钢结构等行业设计和使用的影响,在标准送审稿中保留了附录A。但考虑到在同一标准中既有上屈服强度规定,又有下屈服规定,不仅影响标准的协调性,同时也给标准的使用带来不便,同时,鉴于同期制定的GB/T34560结构钢系列标准与ISO630标准一致,统一规定为上屈服强度,因此标准最终报批稿中删除了附录A。
2)各次会议主要问题讨论结果及说明
2016年7月26日标准讨论会议决定:
①表7中Q460钢级的屈服强度值进行修改,强度提高10MPa,参考ISO 630-2的S450;表8中Q420和Q460钢级的断后伸长率作修改,与GB/T 1591-2008保持一致。
2017年7月12日标准上海研讨会的修改要求:
①删除调质钢的牌号及其性能规定。
②删除附录A规定的Q345和Q390钢级的力学性能。
2017年6月1日标准报批稿的修改要求:
①7.4.1条和7.4.2条分别增加款项列出具体要求。
②修改表9~表15的格式,对各表注进行修改。
2017年10月16日标准报批前讨论会的主要修改要求:
①Q345钢级不纳入标准附录,由Q355取代原标准的Q345,引导使用单位按Q355订货。
②Q390是我国特色钢种,是以后需推广发展,决定纳入Q390,屈服强度由原标准的下屈服改为上屈服,相应的规格屈服强度上调10MPa~15MPa;热轧Q460也按此修改。
③保留的Q500~Q690的屈服强度也由原标准的下屈服改为上屈服,相应的规格屈服强度上调10MPa。
5、TO BE OR NOT TO BE
最后,我们回过头来说说新发布的GB/T 34560.X系列标准。
GB/T 34560.1~GB/T34560.6系列标准采用的国际标准也是ISO 630-1~ISO 630.6和EN 10025系列标准,其与国际标准的一致性程度等级为“修改(Modified)”。
所谓的国际标准一致性程度等级为“修改”,在GB/T 20000.2-2009 标准化工作指南 第2部分:采用国际标准中条款4.3是这样规定的:
由首钢总公司牵头起草的该系列标准,事实上是修改采用了ISO 630系列国际标准。
至于评定为“修改”的原因,是因为该系列标准章条编号与ISO标准不一致,采用了国内的牌号表示法,对化学成分,力学性能等进行了修改和补充,而标准规范性引用文件中的检验标准,大都采用了与ISO标准等效的国家标准,更具体的技术性差异分析和差异涉及的条款已在该系列标准的附录中列出,并说明了产生差异的主要原因。尽管是修改采用ISO标准,但是,仍可认为该系列标准是ISO 630系列标准的中文版定制。
另外需要指出的是,ISO 630系列标准与欧标EN 10025-1~EN 10025-6系列标准也是一脉相承。因此,可以说GB/T 34560系列标准与EN 10025系列标准存在联系。以GB/T 34560.3-2018为例,我们可以看一下附录C列出的近似牌号对照表。
从GB/T 1591-2018的报批稿编制说明中,我们已经知道,该标准实际上也是主要参考了ISO 630和EN 10025系列标准。
那么,在同样的产品形态,同样的钢牌号,同样的热处理状态,同样的性能要求情况下,用户是该选择GB/T1591-2018中的牌号,还是选择GB/T 34560.X系列标准中的牌号呢?
选择GB/T 1591-2018还是采用GB/T34560.X?这似乎是给用户的一个选择题,另一方面,也暴露了标准制修订策划工作的考虑不周。从内容的ISO一致性程度而言,无疑GB/T34560.X略胜一筹,而从标准的传承性的角度来说,GB/T 1591-2018似乎更好的连续性,更多的历史底蕴。
emmmm.......国人在处理复杂问题方面,无疑是极具智慧的。
且让子弹再飞一会。
GB/T1591-2018会是末代的低合金高强度结构钢标准吗?延续历史还是融入融合,这是个问题。