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編者:這是一篇長文,詳細解析了我們平時接觸的低合金高強鋼(如Q345系列)我國國標發(fā)展的歷史,以及最新改版的細節(jié)。從中可以看出我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的歷程,也可以了解這個系列產品在貿易和應用中的變化。
正文分五個部分,關鍵字:劉嘉禾、民主德國、YB13、鞍鋼、1958、修訂細則...
開門見山
什么是低合金高強度結構鋼?
關于低合金高強度結構鋼,GB/T 20566-2006 鋼及合金術語中,有如下定義:
簡而言之,這個系列是工業(yè)體系的基石,是用量最大的鋼種之一。
1、昔日榮光
在中國鋼鐵發(fā)展的歷史上,沒有哪個鋼,能像低合金高強度結構鋼一樣,書寫了一代傳奇,也終將被永遠銘記。
說到低合金高強鋼,請讓我們記住這個有溫度的名字:劉嘉禾。
劉嘉禾,山東青州人,1943年畢業(yè)于交通大學唐山工學院貴州分校礦冶系。
1957年劉嘉禾在鞍鋼工作期間,為了解決汽車大梁板的沖壓合格率低的問題,配合民主德國鋼鐵冶金專家孔歇爾試制德國牌號ST52(16Mn前身)以代替原蘇聯(lián)牌號30Ti鋼。
(在中蘇交惡的背景下,研制出原蘇聯(lián)的替代牌號對我國工業(yè)體系健康發(fā)展具有重要意義。)
1958年劉嘉禾調到鋼鐵研究院新鋼種室,由他提議組建并親自領導我國第一個專門從事低合金高強度鋼研究的小組。這一鋼種的研究發(fā)展,是為了改變碳素鋼一統(tǒng)工程用鋼的格局,試制出一些強度與塑性均好于碳素鋼的新鋼種。
(新鋼種的研制既要結合國內資源條件,又要生產操作簡便易行,還要兼顧用戶的承受能力。)
根據(jù)我國有豐富的錳資源,選擇了ST52鋼作為基礎,調整鋼的成分,即在原有碳素鋼的基礎上,把錳含量提高一些,碳含量降低一點,成功試制出16Mn合金鋼。
在這之后,我國的低合金高強度結構鋼的研發(fā)生產打開了局面,從五十年代末的仿制,到六、七十年代自主研發(fā),九十年代以后快速發(fā)展的道路,目前正朝著高強、超高強度低合金鋼的研制方向發(fā)展,并逐步躋身國際前列。
在鋼牌號開發(fā)方面,經(jīng)歷了16Mn鋼、16Mn鋼系及衍生鋼種(14MnNb、14MnVTiRE、15MnV、15MnTi、15MnVN、16MnNb、18Nb等),Q345、Q390、Q420、Q460強度系列,到目前的Q500、Q550、Q620、Q690鋼級及更高強度系列。
2、標準沿革
GB/T1591是個有故事的國家標準,記錄了新中國鋼鐵發(fā)展史上低合金高強鋼的傳奇,經(jīng)歷了從冶標(YB)到國標(GB)的漫長歷程。
今天我們看到的GB/T1591-2018,是一份2018年發(fā)布的版本,它的歷代版本如下:2008版,1994版,1988版,1979版。
1979版之前呢?那時并沒有GB/T1591,而要追溯到冶金部部頒標準YB13。
追溯從YB13到GB/T1591的歷史
YB 13
1950年 代末,以原冶金產業(yè)部鋼鐵研究院劉嘉禾為首的一批冶金學專家率先研制成功了16Mn鋼和15MnTi鋼開始,鋼鐵界的前輩們開創(chuàng)了中國低合金鋼領域,在此基礎上制定了命名為低合金高強度鋼的第一個標準(YB13-58),列進12個鋼種牌號。
1963年該標準更名為低合金結構鋼(YB13-63),納進的鋼種牌號除Mn系列外,包括了結合我國富產資源所開發(fā)的V、Ti、Nb及稀土的低合金鋼。
(在此基礎上派生出了橋梁、造船、容器、汽車大梁、礦用等專用鋼標準。)
1969年 修改的YB13-69,名稱更改為普通低合金鋼(簡稱普低鋼)。
GB 1591
1979年 對YB13-69進行了修訂,名稱改為GB 1591-79低合金結構鋼技術條件,取消了Ⅱ組鋼和允許16Mn提高碳含量上限,降低屈服點、抗拉強度和伸長率的規(guī)定;
1988年 GB 1591-88做了一次試探性的改版。為順應1982國家標準局提出的“采用國際標準”的要求,對GB1591-79進行了修訂,考慮到當時用于低合金鋼與國內資源有關,情況比較復雜,受當時企業(yè)裝備和工藝的限制,采用國際標準的難度比較大,所以那次修訂沒有明顯提高,只做了一些小修小改。
(GB 1591-88也是互聯(lián)網(wǎng)上能找到的最早的一份該系列標準。與1979版標準相比,GB1591-88規(guī)定的硅含量上限由0.60%調整為0.55%,稀土加入量規(guī)定下限為0.020%,硫含量由0.050%修改為0.045%。關于硫、磷含量,低合金鋼標準與普碳鋼標準一樣。)
1994年,新頒布的標準GB/T1591-94更名為低合金高強度結構鋼,包括了屈服強度295~460MPa 5個強度等級和A~E共5個質量等級。
2008年 頒布的標準GB/T1591-2008擴大了標準的適用范圍,增加了Q500,Q550,Q620,Q690強度級別,取消了Q295強度級別,修改了鋼化學成分的規(guī)定,加嚴了磷、硫等有害元素的控制;增加了鋼的碳當量及裂紋敏感系數(shù)的計算公式及規(guī)定,修改了交貨狀態(tài),取消了調質鋼的規(guī)定,修改了鋼力學性能值與厚度規(guī)格組的規(guī)定,明確屈服強度為下屈服強度,提高了沖擊吸收能量,增加了各牌號鋼的厚度方向性能要求,此標準一直使用至今。
2018年5月14日,中華人民共和國國家標準批準發(fā)布公告2018年第6號文,批準發(fā)布389項國家標準、6項國家標準修改單和54項國家標準外文版的清單。
其中GB/T1591-2018低合金高強度結構鋼代替GB/T 1591-2008,將于2019年02月01日實施。
2019年02月01也就是還有一個半月,GB/T1591-2018將正式實施。
GB/T 1591-2018 的改版內幕
2014年,確定修訂計劃:
國家標準化管理委員會國標委綜合下達〔2014〕67號文“關于下達2014年第一批國家標準制修訂計劃的通知”,確定了GB/T1591的修訂計劃,該項目編號為20140726-T-605,項目名稱為《低合金高強度結構鋼》。本項目是修訂項目,代替GB/T 1591 -2008。主要的修訂工作由鞍鋼股份有限公司牽頭起草。
(說起鞍鋼,這可是當年中國鋼鐵行業(yè)的絕對老大,神一樣的存在,中國最早的低合金高強鋼就誕生在鞍鋼,如今,鞍鋼依然是雄霸一方的行業(yè)巨擘。)
2017年,出現(xiàn)了一個低合金高強鋼的GB/T34560.X系列標準
特別需要提及的是,在這之前的2017年10月14日,中華人民共和國國家標準批準發(fā)布公告2017年第26號文,批準發(fā)布《智慧城市 技術參考模型》等425項國家標準的清單,其中包括了以下標準:
以上標準的實施日期為2018年07年01日,該系列標準的第三部分,GB/T 34560.3-2018結構鋼 第3部分:細晶粒結構鋼交貨技術條件也是在2018年5月14日發(fā)布的,實施日期同樣是2019年02月01日。
至于此處為什么要特別提到GB/T34560.X系列標準,這在本文的最后部分會有交待。
3、融入的渴望
重新對國標進行修訂,是為國標能更好地走向世界。在經(jīng)濟日益全球化的今天,標準是判斷該區(qū)域國際化融入深度的一個標志。
除非你本身就是最強者,你說的就是國際標準。
秦始皇完成統(tǒng)一大業(yè)后,開始著手改革舊制,開始秦帝國的新氣象,其中除了統(tǒng)一貨幣和度量衡之外,最重要的三條改革內容就是“書同文,車同軌,行同倫”,就是統(tǒng)一文字,統(tǒng)一車軌的軌距,統(tǒng)一文化,由此也拉開了中華農耕文明大一統(tǒng)的序幕。有統(tǒng)一的標準,這也是華夏文明數(shù)千年屹立不倒的基石之一。
當今世界,國際標準,就是世界的通用語言。當下中國走向世界,渴望融入世界經(jīng)濟生態(tài)圈,拋除狹隘的民族主義,將國家標準向國際標準靠攏或直接采用國際標準,是一種必然選擇。
事實上,中國于1978年加入ISO后,很多有識之士就認識到國際標準對于工業(yè)生產和國際貿易的極端重要性。然而,這么多年來,在國內等同采用或修改采用國際標準的案例并不常見。
尤其是在鋼鐵產品領域,我們一直以來都有自己的引以為傲一套標準體系。但是...然并卵...就像某會議的官方語言是普通話,而你在發(fā)言時非要說大部分人聽不懂的方言,這無異于自我封閉。因此,大部分國標的影響力往往是這樣的:國內叫得響,國外無影響。
在GB/T 1591-2018的編制說明中的一段文字,不經(jīng)意間透露了GB/T1591-2008的窘境:
如何提高中國鋼鐵產品在國際市場上的影響力和話語權,是近階段中國鋼企面臨的一個重要挑戰(zhàn)。于是,GB/T 1591被提上了修訂完善的議事日程。
在GB/T 1591-2018的標準報批稿起草說明中,有如下描述:
4、WHAT HAPPENED?
讓我們一起看看GB/T1591-2018報批稿的編制說明給我們揭示的一些細節(jié)吧。
修訂的過程
起草階段:
2014年,國家標準化管理委員會下達了《低合金高強度結構鋼》的修訂計劃;
2015年5月10日,全國鋼標委基礎分委員會組織各起草單位成立了起草工作組,由鞍鋼股份有限公司為組長單位,負責主要起草工作。工作組對國內外低合金高強度結構鋼產品和技術現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調研,同時廣泛搜集相關標準和國內外技術資料,進行了大量的研究分析、資料查證工作,結合實際應用經(jīng)驗,進行全面總結和歸納,在此基礎上編制出《低合金高強度鋼》標準草案初稿。經(jīng)工作組及有關專家研討后,對標準草案初稿進行了認真的修改;
2015年7月形成了標準征求意見稿及其編制說明等相關附件,報全國鋼標委基礎分委員會秘書處。
征求意見階段:
2015年8月 鞍鋼股份有限公司將征求意見稿(一稿)發(fā)往相關單位征求意見,同時在《鋼鐵標準網(wǎng)》網(wǎng)站上公開征求社會意見。共發(fā)函35 個,收到11個單位回函,其中10個單位提出了35條意見或建議。
2016年1月在北京召開了第一次標準討論會議,2016年3月在北京召開了標準起草專家討論會議。
2016年4月6日全國鋼標委基礎分委會秘書處以[2016]02號文將征求意見稿(二稿)發(fā)往相關單位征求意見,同時在《鋼鐵標準網(wǎng)》網(wǎng)站上公開征求社會意見。截止到2016年6月30日,共發(fā)函50 個單位,收到13個單位回函,其中13個單位提出了44條意見或建議。
2016年7月,工作組在北京再次召開討論會,對征求意見稿進行補充完善。
審查階段:
通過對這些反饋意見進行分類、歸納、整理和分析,工作組采納43條,不采納27條,并進而對標準征求意見稿進行了補充、修改。
2016年8月8日 完成了標準送審稿,提交全國鋼標委基礎分委員會秘書處。
2016年11月4日~5日 全國鋼標委基礎分委員會在四川省成都市召開了《低合金高強度結構鋼》標準審查會,到會專家34名,對該標準進行了審查,獲得一致通過,并認為該標準水平達到國際先進水平。
報批階段:
2016年12月 工作組按照會議審查意見對標準送審稿作了進一步的修改、整理和完善,形成了標準報批稿、編制說明及其他相關文件,報全國鋼標委基礎分委員會秘書處。
2017年7月12日 由全國鋼標委基礎分委員會組織在上海召開了該標準報批稿的研討會,對報批稿進行了進一步完善。
2017年9月 工作組上報全國鋼標委員基礎分委員會秘書處。
2017年10月16日 由全國鋼標委基礎分委員會組織鞍鋼股份、首鋼、寶鋼、中冶研院等單位在北京召開了又一次會議,對標準某些具體問題再次進行了討論與統(tǒng)一,并經(jīng)工作組對標準報批稿反復修改完善。
2017年12月1日 形成了最終的標準報批稿、編制說明及其他相關文件,報全國鋼標委基礎分委員會秘書處。
2017年12月14日 由全國鋼標委基礎分委員會秘書處在《國家標準制修訂工作管理信息系統(tǒng)》上發(fā)起投票。
2017年12月20日 全體31位委員中26名委員贊成,5位委員棄權,贊成率為83.9%,審查通過。
主要修改內容
GB/T 1591-2018與GB/T 1591-2008《低合金高強度結構鋼》相比,主要修改內容為:
① 適用范圍中明確了本標準的化學成分也適用于鋼坯(見第1章,2008版第1章);
② 修改了“熱機械軋制”及“正火軋制”術語的定義,增加了“熱軋”、“正火”術語與定義(見第3章,2008版第3章);
③ 修改了牌號表示方法(見第4章,2008版第4章);
④ 增加了訂貨內容(見第5章);
⑤ 明確了尺寸、外形、重量及允許偏差要求(見第6章,2008版第5章);
⑥ 以Q355鋼級替代Q345鋼級及相關要求(見第7章、9.2,2008版第6章、8.2);
⑦ 按不同交貨狀態(tài)規(guī)定各牌號的化學成分,并修改了細化晶粒元素的含量(見7.1,2008版6.1);
⑧ 按不同交貨狀態(tài)規(guī)定各牌號的力學性能,并將下屈服強度修改為上屈服強度,其指標相應提高了10MPa~15MPa(見7.4.1、7.4.2,2008版6.4.1、6.4.2);
⑨ 細化了鋼材表面質量要求(見7.5,2008版6.5);
⑩ 修改了試驗方法和檢驗規(guī)則,明確了沖擊試驗的取樣部位(見第8章、第9章,2008版第7章、第8章);
?增加了本標準牌號與國外標準牌號對照表(見附錄A)。
重大分歧意見的處理
1)關于“屈服強度”的修改說明
標準各牌號的屈服強度等同采用ISO 630規(guī)定的上屈服強度ReH。
原送審稿附錄A中,Q345和Q390鋼級各牌號的屈服強度,沿用GB/T 1591-2008標準中的下屈服強度ReL,如改為上屈服強度ReH,是對GB/T 1591-2008標準的降低,為便于這些牌號的平穩(wěn)過渡,以減小標準對鋼結構等行業(yè)設計和使用的影響,在標準送審稿中保留了附錄A。但考慮到在同一標準中既有上屈服強度規(guī)定,又有下屈服規(guī)定,不僅影響標準的協(xié)調性,同時也給標準的使用帶來不便,同時,鑒于同期制定的GB/T34560結構鋼系列標準與ISO630標準一致,統(tǒng)一規(guī)定為上屈服強度,因此標準最終報批稿中刪除了附錄A。
2)各次會議主要問題討論結果及說明
2016年7月26日標準討論會議決定:
①表7中Q460鋼級的屈服強度值進行修改,強度提高10MPa,參考ISO 630-2的S450;表8中Q420和Q460鋼級的斷后伸長率作修改,與GB/T 1591-2008保持一致。
2017年7月12日標準上海研討會的修改要求:
①刪除調質鋼的牌號及其性能規(guī)定。
②刪除附錄A規(guī)定的Q345和Q390鋼級的力學性能。
2017年6月1日標準報批稿的修改要求:
①7.4.1條和7.4.2條分別增加款項列出具體要求。
②修改表9~表15的格式,對各表注進行修改。
2017年10月16日標準報批前討論會的主要修改要求:
①Q345鋼級不納入標準附錄,由Q355取代原標準的Q345,引導使用單位按Q355訂貨。
②Q390是我國特色鋼種,是以后需推廣發(fā)展,決定納入Q390,屈服強度由原標準的下屈服改為上屈服,相應的規(guī)格屈服強度上調10MPa~15MPa;熱軋Q460也按此修改。
③保留的Q500~Q690的屈服強度也由原標準的下屈服改為上屈服,相應的規(guī)格屈服強度上調10MPa。
5、TO BE OR NOT TO BE
最后,我們回過頭來說說新發(fā)布的GB/T 34560.X系列標準。
GB/T 34560.1~GB/T34560.6系列標準采用的國際標準也是ISO 630-1~ISO 630.6和EN 10025系列標準,其與國際標準的一致性程度等級為“修改(Modified)”。
所謂的國際標準一致性程度等級為“修改”,在GB/T 20000.2-2009 標準化工作指南 第2部分:采用國際標準中條款4.3是這樣規(guī)定的:
由首鋼總公司牽頭起草的該系列標準,事實上是修改采用了ISO 630系列國際標準。
至于評定為“修改”的原因,是因為該系列標準章條編號與ISO標準不一致,采用了國內的牌號表示法,對化學成分,力學性能等進行了修改和補充,而標準規(guī)范性引用文件中的檢驗標準,大都采用了與ISO標準等效的國家標準,更具體的技術性差異分析和差異涉及的條款已在該系列標準的附錄中列出,并說明了產生差異的主要原因。盡管是修改采用ISO標準,但是,仍可認為該系列標準是ISO 630系列標準的中文版定制。
另外需要指出的是,ISO 630系列標準與歐標EN 10025-1~EN 10025-6系列標準也是一脈相承。因此,可以說GB/T 34560系列標準與EN 10025系列標準存在聯(lián)系。以GB/T 34560.3-2018為例,我們可以看一下附錄C列出的近似牌號對照表。
從GB/T 1591-2018的報批稿編制說明中,我們已經(jīng)知道,該標準實際上也是主要參考了ISO 630和EN 10025系列標準。
那么,在同樣的產品形態(tài),同樣的鋼牌號,同樣的熱處理狀態(tài),同樣的性能要求情況下,用戶是該選擇GB/T1591-2018中的牌號,還是選擇GB/T 34560.X系列標準中的牌號呢?
選擇GB/T 1591-2018還是采用GB/T34560.X?這似乎是給用戶的一個選擇題,另一方面,也暴露了標準制修訂策劃工作的考慮不周。從內容的ISO一致性程度而言,無疑GB/T34560.X略勝一籌,而從標準的傳承性的角度來說,GB/T 1591-2018似乎更好的連續(xù)性,更多的歷史底蘊。
emmmm.......國人在處理復雜問題方面,無疑是極具智慧的。
且讓子彈再飛一會。
GB/T1591-2018會是末代的低合金高強度結構鋼標準嗎?延續(xù)歷史還是融入融合,這是個問題。