前言

這是CSA G40.20/G40.21的第六版，對軋制或焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量鋼/結(jié)構(gòu)質(zhì)量鋼的一般要求。它取代了在1998年、1992年、1987年、1981年和1978年出版的以前的版本。此標(biāo)準(zhǔn)已最大限度地符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)A6/A6M-4的要求。

1范圍

1.1

本標(biāo)準(zhǔn)摘抄自CSA G40.21-04結(jié)構(gòu)質(zhì)量鋼板部分。

1.2

本標(biāo)準(zhǔn)提供了許多強(qiáng)度等級，其最小屈服強(qiáng)度單位為MPa（ksi） 。常見的等級、類型和強(qiáng)度等級見表1。 夏式比V型缺口類別如表9所示。買方指定等級，如果適用則指定類別。

1.3

本標(biāo)準(zhǔn)包括以下類型的鋼：

(a)W型可焊接鋼

這種類型的鋼符合規(guī)定的強(qiáng)度要求，并適用于一般焊接低溫下的結(jié)構(gòu)韌性符合設(shè)計要求。應(yīng)用范圍包括建筑物、橋梁的組合構(gòu)件等。

(b)型WT可焊接缺口型鋼

這種類型的鋼符合規(guī)定的強(qiáng)度和夏式比V型缺口沖擊要求，并適用于焊接結(jié)構(gòu)，因為低溫腐蝕韌性是設(shè)計要求。這個買方除規(guī)定等級外，還規(guī)定了建立夏式比V型缺口試驗溫度和能級所需的鋼材等級。應(yīng)用范圍包括橋梁中的初級張力構(gòu)件和類似構(gòu)件。

(c) R型耐大氣腐蝕鋼

該類型的鋼滿足規(guī)定的強(qiáng)度要求的耐大氣腐蝕性能。這些鋼在大多數(shù)環(huán)境下都比添加或不添加銅的碳結(jié)構(gòu)鋼更好。這些鋼重新焊接達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的最大厚度，應(yīng)用包括未涂漆的壁板，未涂漆的輕型結(jié)構(gòu)構(gòu)件等，其中在低溫下的缺口韌性符合設(shè)計要求。關(guān)于低合金鋼耐大氣腐蝕性的估算方法，見第7.6條。當(dāng)適當(dāng)?shù)乇┞对诖髿庵校@些鋼可以裸（未涂）用于許多應(yīng)用。

(d)A型耐大氣腐蝕可焊接鋼

此類鋼符合規(guī)定的強(qiáng)度要求的大氣耐腐蝕性能，這些鋼在大多數(shù)環(huán)境下都比不添加銅的碳結(jié)構(gòu)鋼更好，這些鋼在低溫環(huán)境下有更好地焊接韌性，應(yīng)用包括那些類似于W型鋼的應(yīng)用。低合金鋼耐大氣腐蝕性的估算方法見第7.6條。當(dāng)適當(dāng)?shù)乇┞对诖髿庵?，這些鋼可以裸（未涂）用于許多應(yīng)用。

(e )AT型耐大氣腐蝕可焊接缺口型鋼

該鋼滿足規(guī)定強(qiáng)度和夏比V缺口沖擊要求。在大多數(shù)環(huán)境下，這些鋼的耐大氣腐蝕性明顯優(yōu)于添加或不添加銅的碳結(jié)構(gòu)鋼。這些鋼適用于焊接結(jié)構(gòu)，而低溫腐蝕韌性是一個設(shè)計要求。買方除了指定等級，指定建立夏式比V型缺口試驗所需的鋼類別溫度和能量水平。應(yīng)用包括橋梁和類似的構(gòu)件的主要張力構(gòu)件。

*低合金鋼耐大氣腐蝕性的估算方法見第7.6條。當(dāng)適當(dāng)?shù)乇┞对诖髿庵袝r，這些鋼可以裸露（未涂漆）用于許 多應(yīng)用。

(f)Q型淬火和鋼化低合金鋼板

此類型的鋼規(guī)定了強(qiáng)度要求。雖然這些鋼是可焊接的，但焊接和制造技術(shù)特別的熱影響區(qū)對板的性能是非常重要的，應(yīng)用程序包括橋梁和類似的結(jié)構(gòu)。

 (g)QT型淬火和回火低合金缺口堅韌鋼板

該類型的鋼規(guī)定了強(qiáng)度和夏式比V型缺口沖擊要求。它們具有良好的抗脆性斷裂能力，適合于低溫缺口韌性較低的結(jié)構(gòu)。買方除了規(guī)定等級外，還規(guī)定了確定夏式比V型型缺口試驗溫度和能級所需的鋼類別。 雖然這些鋼材可焊接，但焊接和制造技術(shù)對板材的性能至關(guān)重要，尤其是對熱影響區(qū)。應(yīng)用包括橋梁中的初級張力構(gòu)件和類似構(gòu)件。

1.4

在CSA標(biāo)準(zhǔn)中，“shall”用于表達(dá)一項要求，即用戶有義務(wù)滿足遵守該標(biāo)準(zhǔn)的要求；“should”用于表達(dá)建議或其被建 議但未被要求的建議；和“may”用于表達(dá)一個選項或在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)允許的選項。隨附條款的注釋不包括要求 者的替代方案需求；附帶的注釋的目的是從平面或信息材料以外的文本中分離出來。表格和數(shù)字的注釋被認(rèn)為是表格 或數(shù)字的一部分，并可以作為要求書寫。方程和數(shù)字的例被認(rèn)為是要求。

1.5

SI（公制）或碼/磅單位中規(guī)定的值作為標(biāo)準(zhǔn)。在文本，碼/磅的單位顯示在括號中。在每個系統(tǒng)中陳述的值并不準(zhǔn)確等效物；每個系統(tǒng)都必須獨立使用。合并來自這兩個系統(tǒng)的值可能會導(dǎo)致不符合本標(biāo)準(zhǔn)。

2.參考出版物

除CSA G 40.20第2條所列出版物外，本標(biāo)準(zhǔn)是指以下出版物，并應(yīng)參考下列版本：

CSA（加拿大StandardsAssociation） G40.20-04

軋制或焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量鋼的一般要求

3.定義

關(guān)于本標(biāo)準(zhǔn)中使用的術(shù)語的定義，請參見CSA G 40.20中的第3條。

4.一般要求

4.1

鋼材應(yīng)符合CSA G 40.20的要求。這些要求包括分析、試驗準(zhǔn)備、試驗方法、試驗次數(shù)、尺寸和質(zhì)量的允許變化、重新測試、標(biāo)記、檢查、再測試、拒絕、報告、包裝和運輸?shù)囊?/span>符合ASTM A 992/A 992 M標(biāo)準(zhǔn)的材料也符合本標(biāo)準(zhǔn)。

注： ASTM A992/A 992M包含了CSAG40.20/G40.21中的附加要求，如最大屈服強(qiáng)度、最大屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度

比、最大碳當(dāng)量和最大氮含量。

4.2

不同厚度的任何等級的可用性應(yīng)受到滿足指定化學(xué)成分的機(jī)械性能的容量的限制，結(jié)構(gòu)形狀尺寸組應(yīng)如CSA G40.20中的表1所示。

注：由于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的等級數(shù)量眾多，所有產(chǎn)品形式、尺寸和屬性中均可提供。應(yīng)咨詢制造商關(guān)于特定等級和產(chǎn)品的可用性。這個尤其適用于結(jié)構(gòu)形狀，通常只在較高的強(qiáng)度等級中通過特殊的安排產(chǎn)生。

4.3

根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行的試驗應(yīng)按照表2所示的試驗時間表進(jìn)行。

4.4

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料試驗應(yīng)在軋制狀態(tài)下進(jìn)行，除非材料已經(jīng)進(jìn)行了正火處理(由制造商或采購方自行決定)。700Q（100Q）和700 QT（100 QT）的材料除外。

4.5

如買方要求，并經(jīng)制造商同意，本材料

除700Q（100Q）和700QT（100 QT）外，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到最大碳當(dāng)量組成。 注：碳當(dāng)量（CE）應(yīng)遵循以下公式：

CE=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]x100%

4.6采購依據(jù)

詢價和訂單應(yīng)顯示以下內(nèi)容：(a)對于板材、板材 、形狀和重量：

(i) 數(shù)量（總質(zhì)量（重量）或規(guī)定的零件數(shù)量或隨機(jī)長度） ； 

(ii) 產(chǎn)品名稱； 

(iii) 尺寸或尺寸名稱（見第4 .7條）；

（iv）CSA或ASTM名稱、等級，如適用，為類別；

(v)條件（材料或試樣的熱處理要求（見第6.1條）

（vi）線材提供的板材（見第5.8條）； 

（vii）認(rèn)證（見CSAG40 .20第16條）；

（vii）API應(yīng)用，如果適用；

（ix） 測試方案（如ASTMA435/A435M 、A577/A577M 或A578/A578M 中所述的沖擊測試 要求 、超聲波測試要求）；

5制造

5.1

鋼材應(yīng)采用以下任何一種工藝進(jìn)行加工：

 (a)基本開放爐灶；

(b)堿性電爐；或

(c)堿性氧爐。

5.2

只有在300W(44W)等級的情況下，才允許中空結(jié)構(gòu)部分的最大壁厚為16毫米(0.625英寸)。

5.3

厚度超過40 mm ( 1-1/2英寸）的W型鋼應(yīng)采用細(xì)粒加工。

5.4

根據(jù)買方的規(guī)定，厚度超過40 mm ( 1-1/2英寸）的W型鋼，如經(jīng)采購商指定，應(yīng)按細(xì)晶粒加工。

5.5

當(dāng)細(xì)粒鋼由本標(biāo)準(zhǔn)或買方規(guī)定時，材料應(yīng)顯示一個奧氏體顆粒尺寸No.5或至少70%的檢測區(qū)域，或報告的熱分析顯示最低酸溶鋁含量最低總鋁含量為0.015% 的0.020% 。測試結(jié)果應(yīng)報告給買方。

注：建議買方對于厚板和非常重型的晶型，間隔翅片、顆粒鋼和顆粒尺寸測試不一定會確保最終產(chǎn)品中達(dá)到細(xì)粒（鐵）尺 寸。在這種情況下，可包括厚度超過65mm（2-1/2英寸）的板。細(xì)粒（奧氏體）鋼全脫氧化和細(xì)鐵粒尺寸對缺口的堅韌或冷成形具有重要意義。當(dāng)需要優(yōu)越性能和均勻性晶粒尺寸時，應(yīng)考慮歸 一化。

5.6

除非買方另有規(guī)定，否則WT、AT或QT鋼不需要第5.5條的規(guī)定。

5.7

根據(jù)260W（38W）、300W（44W）和350W和350W（50W）標(biāo)準(zhǔn)，允許2至5個熱量的分組熱批次。分組熱板厚度為14mm（1/2英寸），熱板厚度或直徑為14mm（1/2英寸），腿長度為125mm（5英寸），厚度為200mm（8英寸），最大為400 mm (16英寸）的空心結(jié)構(gòu)段。每組分組熱片不得超過25000公 斤（25噸）同時軋制的相同尺寸產(chǎn)品。

5.8

當(dāng)買方指定時，不得根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)提供由盤圈提供的板。

6.供應(yīng)條件

6.1

除700Q（100Q）級和700QT(100QT)級外，材料通常以軋制狀態(tài)交付。

據(jù)制造商或買方的決定，材料可以以正火狀態(tài)交貨，但700Q(100Q)和700 QT(100 QT)除外。。

6.3

當(dāng)材料在軋制狀態(tài)下訂貨時，制造商可以對全部或部分材料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，應(yīng)將此程序告知買方。

6.4

如果材料要在正火狀態(tài)下進(jìn)行測試，測試試樣應(yīng)取自正火后的材料，取自同時正火的全厚度試樣，或取自在類似條件下實驗室正火的全厚度試樣。當(dāng)材料由制造商進(jìn)行正火時，測試試樣應(yīng)取自正火后材料。

6.5

如果能滿足性能要求，可以用控軋代替正火，但須經(jīng)買方在下單時同意。

6.6

淬火和回火鋼應(yīng)通過加熱至不低于900°℃(1650°F)進(jìn)行熱處理，液體淬火至低于320°℃(600°F)，并在不低于595C(1100°F)進(jìn)行回火。如果需要，應(yīng)在試驗證書上報告熱處理溫度。

7化學(xué)成分

7.1熱分析

7.1.1

除第7.1.2條的規(guī)定外，材料通過熱分析，應(yīng)符合表3和表5的要求。

7.1.2

對于API 620和650中列出的美國石油學(xué)會（API）板材應(yīng)用，用于谷物精煉或加固（見表3）的元素應(yīng)符合 表4的限值。

7.2產(chǎn)品分析

代表每種熱量的成品材料應(yīng)符合產(chǎn)品分析的化學(xué)成分要求。如果進(jìn)行了產(chǎn)品分析，則應(yīng)符合 ASTMA6/A6M。

7.3熱分析報告

熱分析應(yīng)由制造商報告給買方或買方代表。對于板材、板材、焊接形狀和熱軋薄片，除了超級光束、通道和

角度，報告應(yīng)包括對規(guī)定范圍或限制的元素對銅、鉻、鎳、鉬、鈮（也稱為鈮）的分析， 以及 釩當(dāng)銅、鉻、鎳、鉬或硅的量低于0.02%時，分析可以報告為as“<0.02%”。

7.4分組熱批次

對于分組的熱量批次，使用的鋼材應(yīng)具有相同的脫氧工藝和合金類型。單個原始化學(xué)成分的碳當(dāng)量值應(yīng)使用第4.5條中的公式確定，并在此適用的報告分析值的0.03%以內(nèi)。

7.5替代成分

與表3和表5要求不同的材料（碳、錳、磷和硫含量除外）應(yīng)考慮符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求，只要已獲得所有規(guī)定的機(jī)械性能，并提供

(a)制造商提供的數(shù)據(jù)表明已滿足本標(biāo)準(zhǔn)所要求的屬性；

(b)制造商提供的數(shù)據(jù)表明，可焊性、韌性、缺口韌性和耐腐蝕性始終至少等同于本標(biāo)準(zhǔn)中的可比等級 ; 以及

(c)買方明確批準(zhǔn)使用的材料。

7.6耐大氣腐蝕性能

對于R 、A和AT型鋼，ASTM G101中描述的根據(jù)鋼的化學(xué)成分計算出的大氣耐腐蝕指數(shù)應(yīng)為6.0或更高。 

注：用戶應(yīng)注意，ASTM G 101預(yù)測方程僅針對ASTM G 101中所述的成分極限進(jìn)行了驗證。

8.機(jī)械性能

8.1拉伸性能

試驗規(guī)格所代表的材料應(yīng)符合表6至表8中要求的拉伸性能。對于厚度小于8 mm (5/16英寸）的材料，見第8 .3.1. 1條 的CSA G 40.20。 

8.2沖擊性能

8.2.1

當(dāng)買方指定必須進(jìn)行沖擊試驗的鋼材類型（WT、AT 、QT）時，條款8.2.2至8.2.6的要求應(yīng)適用。

8.2.2

表9(a)列出了可以訂購需要沖擊試驗的鋼材類型。類別1到4個特定的標(biāo)準(zhǔn)測試溫度。表9(b)列出了標(biāo)準(zhǔn)的最小平均吸收量第1到4類每個等級的能量。當(dāng)買方和制造商同意1至4類以外的溫度或兩者以外的能量時，應(yīng)使用5類要求。

8.2.3

買方應(yīng)在詢價或訂單中指定表9(a)中的五種類別之一。

8.2.4

全尺寸查比v缺口沖擊試驗結(jié)果應(yīng)在T表9(a)中規(guī)定的試驗溫度下，超過表9(b)中規(guī)定的三個縱向試樣的平均值的能量值

8.2.5

對于補貼試樣，補貼夏式比V型-缺口沖擊試驗應(yīng)等于CSA G40.20表2所示的適當(dāng)規(guī)定能量值。

8.2.6

試驗報告應(yīng)顯示每個單獨樣品的實際試驗值。單個試樣結(jié)果不應(yīng)低于規(guī)定的平均能量值的三分之二 ( CSAG40.20第14.2條）

8.2.7

經(jīng)制造商和買方同意，可以采用橫向膨脹法代替吸收能量法。在這種情況下，任何試樣的總橫向膨脹量應(yīng)不小于0.40 mm（0.015 in）。

9標(biāo)記

本標(biāo)準(zhǔn)下的材料應(yīng)按照CSA G40.20進(jìn)行標(biāo)記或標(biāo)識。當(dāng)材料應(yīng)通過顏色標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)識，并應(yīng)使用表10中的顏色代碼。a規(guī)定最低銅含量，應(yīng)添加銅色條紋。

表1

等級、類型和強(qiáng)度等級（見第1.2條）

（a）公制

*：此等級僅適用于空心結(jié)構(gòu)段、角度和鋼筋。

十：This等級僅適用于空心結(jié)構(gòu) 段。

（b）英制

*：此等級僅適用于空心結(jié)構(gòu)段、角度和鋼筋。

十：This等級僅適用于空心結(jié)構(gòu)段。

表2   試驗計劃表

（見第4.3條）

備注：

(1)在采購文件上明確訂購時，會進(jìn)行粒度測試

(2)當(dāng)需要進(jìn)行沖擊測試時，通常不指定粒度測試（見第7.1.3,7.2.2,9.1.2條和CSA G40.20第9.1.5條和本標(biāo)準(zhǔn)第8.2條)

表3

化學(xué)成分（見條款4.6,7.1.1,7.1.2和7.5 。）

表4

API板的化學(xué)成分（見第7.1.2條）

a.如果未包含在材料規(guī)范中，則使用這些合金或合金組合應(yīng)由板材制造商自行決定，但需經(jīng)買方批準(zhǔn)。這些元素應(yīng)在買方要求時報告。如果材料規(guī)范中包含更嚴(yán)格的限制，則應(yīng)遵守這些限制。

b材料在產(chǎn)品分析時應(yīng)符合這些要求，但須符合ASTMA6/A6M的產(chǎn)品分析公差。

c作為釩的補充加入氮時，應(yīng)報告。釩與氮的最小比例應(yīng)為4比1。

d哥倫布(也稱為鈮)，當(dāng)單獨添加或與釩結(jié)合使用時，應(yīng)限制在最大厚度為14毫米(1/2英寸)的板中，除非與0.15%的硅結(jié)合使用。

表5

通過對空心管段的熱分析得出的化學(xué)成分

表6

板、樓板、鋼筋、板材和焊接形狀的機(jī)械性能

（見第8.1條）

表6（結(jié)論）

(b)英制

表7

軋制形狀和板材堆放的機(jī)械性能（見第8. 1條）

(a) 公制

表7（結(jié)論）

(b)英制

表9

(a)標(biāo)準(zhǔn)夏比沖擊試驗溫度*

對于指定的類別（見第1.2 和8.2.2至8.2.4條）

(b) 標(biāo)準(zhǔn)夏比沖擊能* 的指定等級（見第1.2 、8.2.2和8.2.4條）

*給定的能級為夏式比V型-缺口縱向樣品。