EN 10277-2 ZSt52-3 结构钢：高强细晶粒，动载焊接结构的可靠之选
概述
ZSt52-3 属 EN 10277-2 标准中的细晶粒高强度结构钢，以光亮拉拔（或等效热处理）状态供货。其化学成分经过优化（C ≤ 0.20%，Mn 1.6%），配合细晶粒工艺，保证了在 -20 °C 下仍具备优异的冲击韧性。该钢广泛用于起重机械、工程车辆、桥梁、海洋平台等承受动态载荷的焊接结构件。
主要特性
一般物理性能
| 性能 |
温度 |
数值 |
| 密度 |
20.0 °C |
7.83 g/cm³ |
力学性能
| 性能 |
温度 |
数值 |
备注 |
| 弹性模量 |
-100.0 °C |
217 GPa |
|
| 20.0 °C |
212 GPa |
|
| 100.0 °C |
207 GPa |
|
| 200.0 °C |
199 GPa |
|
| 300.0 °C |
192 GPa |
|
| 400.0 °C |
184 GPa |
|
| 500.0 °C |
175 GPa |
|
| 600.0 °C |
164 GPa |
|
| 断后伸长率 |
20.0 °C |
18 – 20 % |
|
| 泊松比 |
23.0 °C |
0.29 |
低碳钢典型值 |
| 剪切模量 |
23.0 °C |
82 GPa |
低碳钢典型值 |
| 抗拉强度 |
20.0 °C |
490 – 630 MPa |
|
| 屈服强度 |
20.0 °C |
325 – 345 MPa |
|
热学性能
| 性能 |
温度 |
数值 |
备注 |
| 热膨胀系数 |
-100.0 °C |
1.08E-5 1/K |
|
| 20.0 °C |
1.19E-5 1/K |
|
| 100.0 °C |
1.25E-5 1/K |
|
| 200.0 °C |
1.3E-5 1/K |
|
| 300.0 °C |
1.36E-5 1/K |
|
| 400.0 °C |
1.41E-5 1/K |
|
| 500.0 °C |
1.45E-5 1/K |
|
| 600.0 °C |
1.49E-5 1/K |
|
| 最高使用温度 |
— |
500 °C |
碳钢典型值 |
| 长期使用温度下限 |
— |
-20 – 0 °C |
动载焊接结构适用 |
| 熔点 |
— |
1480 – 1526 °C |
低碳钢典型值 |
| 比热容 |
-100.0 °C |
423 J/(kg·K) |
|
| 20.0 °C |
461 J/(kg·K) |
|
| 100.0 °C |
479 J/(kg·K) |
|
| 200.0 °C |
499 J/(kg·K) |
|
| 300.0 °C |
517 J/(kg·K) |
|
| 400.0 °C |
536 J/(kg·K) |
|
| 500.0 °C |
558 J/(kg·K) |
|
| 600.0 °C |
587 J/(kg·K) |
|
| 热导率 |
-100.0 °C |
37.6 W/(m·K) |
|
| 20.0 °C |
42.2 W/(m·K) |
|
| 100.0 °C |
43.2 W/(m·K) |
|
| 200.0 °C |
42.9 W/(m·K) |
|
| 300.0 °C |
41.2 W/(m·K) |
|
| 400.0 °C |
39.1 W/(m·K) |
|
| 500.0 °C |
36.6 W/(m·K) |
|
| 600.0 °C |
34.1 W/(m·K) |
|
| 热扩散率 |
-100.0 °C |
12.9 mm²/s |
|
| 20.0 °C |
11.7 mm²/s |
|
| 100.0 °C |
11.2 mm²/s |
|
| 200.0 °C |
10.3 mm²/s |
|
| 300.0 °C |
9.4 mm²/s |
|
| 400.0 °C |
8.3 mm²/s |
|
| 500.0 °C |
7.1 mm²/s |
|
| 600.0 °C |
5.7 mm²/s |
|
电学性能
| 性能 |
温度 |
数值 |
| 电阻率 |
-100.0 °C |
1.82E-7 Ω·m |
| 20.0 °C |
2.47E-7 Ω·m |
| 100.0 °C |
2.96E-7 Ω·m |
| 200.0 °C |
3.68E-7 Ω·m |
| 300.0 °C |
4.55E-7 Ω·m |
| 400.0 °C |
5.56E-7 Ω·m |
| 500.0 °C |
6.75E-7 Ω·m |
| 600.0 °C |
8.13E-7 Ω·m |
磁学性能
| 性能 |
数值 |
备注 |
| 居里温度 |
770 °C |
低碳钢典型值 |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 |
含量 |
| 铝 | 0.02 |
| 碳 | 0.2 |
| 锰 | 1.6 |
| 磷 | 0.04 |
| 硅 | 0.55 |
| 硫 | 0.04 |
选材对比与建议： 三种供货状态（纯冷拉、冷拉+车光+正火、标准光亮态）力学性能差异主要体现在屈强比与塑性指标上。纯冷拉态强度最高但塑性最低（延伸率 5–10%）；正火态综合性能最均衡（延伸率 20–22%）；标准光亮态介于两者之间（延伸率 18–20%）。设计时应根据零件加工量、焊接要求、动载工况选择合适状态。所有状态均满足 -20 °C 冲击功要求，焊接性良好（Ceq ≈ 0.42%），板厚 > 25 mm 时建议预热 100–150 °C。
