Q355C矩管是一種以Q355C低合金高強度結構鋼為材質的矩形截面管材，具有高強度、良好韌性、耐低溫性能(-20℃沖擊合格)等特點，廣泛應用于建筑結構、橋梁工程、機械制造、車輛制造等領域。以下從材質特性、規格參數、應用場景、選型要點及質量控制等方面展開詳細說明：

　　一、材質特性

　　化學成分(GB/T 1591-2018)：

　　C：≤0.20%，Si：≤0.50%，Mn：0.90-1.65%，P：≤0.035%，S：≤0.035%，V/Nb/Ti(微合金化元素，總含量≤0.22%)。

　　作用：通過微合金化細化晶粒，提高強度和韌性。

　　力學性能：

　　屈服強度：≥355 MPa(厚度≤16mm)，隨厚度增加略有下降(如16-40mm時≥345 MPa)。

　　抗拉強度：470-630 MPa。

　　延伸率：≥22%(標距50mm)。

　　沖擊韌性：-20℃下夏比V型缺口沖擊功≥34 J，適用于北方寒冷地區或低溫環境。

　　交貨狀態：

　　熱軋或冷軋：熱軋管表面有氧化鐵皮，需酸洗或噴砂處理;冷軋管表面光潔，尺寸精度高。

　　熱處理狀態：通常為熱軋態或正火態，部分需調質處理(淬火+高溫回火)以滿足特殊性能要求。

　　二、規格參數

　　常見規格：

　　邊長范圍：短邊(b)20-800mm，長邊(h)30-1000mm(如50×30、100×50、200×100、300×150、400×200、600×300等)。

　　壁厚范圍：2-30mm(大口徑管壁厚通常≥8mm，如8mm、10mm、12mm、16mm、20mm)。

　　尺寸公差(GB/T 6728-2017)：

　　邊長公差：±1.0%(如200×100mm矩管，邊長允許范圍198-202mm和99-101mm)。

　　壁厚公差：±10%(如10mm壁厚允許范圍9-11mm)。

　　彎曲度：每米長度彎曲度≤1.5mm，總彎曲度≤0.15%總長度。

　　扭轉度：每米長度扭轉角≤1.5°，總扭轉角≤0.2°總長度。

　　理論重量計算：

　　公式：

　　重量(kg/m)=0.00785×[2t×(b+h?2t)]

　　其中：$t$為壁厚，$b$為短邊，$h$為長邊。

　　示例：

　　200×100×8mm矩管：

　　重量=0.00785×[2×8×(200+100?2×8)]=35.67kg/m

　　三、應用場景

　　建筑結構：

　　框架柱/梁：用于高層建筑、廠房的承重結構，替代傳統H型鋼，節省材料30%-50%。

　　桁架結構：如體育場館、機場航站樓的屋頂桁架，需滿足大跨度、輕量化要求。

　　橋梁工程：

　　拱橋/斜拉橋：作為主梁或橫梁，承受動載和疲勞荷載，需通過-20℃沖擊試驗。

　　臨時支撐：如港珠澳大橋沉管隧道施工中的臨時支撐結構，需耐海水腐蝕。

　　機械制造：

　　起重機臂架：采用高強度矩管(如600×300×20mm)，減輕自重，提高起重能力。

　　車輛車架：用于重型卡車、工程機械的車架，需滿足抗沖擊和耐疲勞性能。

　　四、選型要點

　　根據承載需求選型：

　　軸心受壓構件：需滿足寬厚比限值(b/t≤15

　　235/f

　　y

　　，Q355C取f

　　y

　　=355MPa，即b/t≤12.2)。

　　抗彎構件：優先選擇高截面模量型號(如長邊與短邊比值≤3，避免局部失穩)。

　　重量優化：

　　減少壁厚：在滿足強度和穩定性前提下，適當降低壁厚可顯著減重(如從12mm減至10mm，重量減少約16%)。

　　選擇空心結構：相比實心矩形鋼，矩管可節省材料30%-50%。

　　特殊需求處理：

　　耐腐蝕環境：選擇熱鍍鋅矩管(鋅層≥85μm)，重量增加約5%-8%。

　　低溫環境：確保型號符合Q355C的-20℃沖擊功要求，避免因韌性不足導致脆斷。

　　焊接結構：優先選用壁厚≥8mm的矩管，減少焊接變形和殘余應力。

　　五、質量控制

　　標準認證：

　　要求供應商提供GB/T 1591-2018(低合金高強度結構鋼)和GB/T 6728-2017檢測報告，包含化學成分、力學性能及尺寸公差數據。

　　關鍵檢測項目：屈服強度、抗拉強度、沖擊韌性、彎曲度、扭轉度。

　　表面質量：

　　檢查無裂紋、折疊、結疤、分層等缺陷，必要時要求磁粉探傷(MT)或超聲波探傷(UT)。

　　熱鍍鋅管需檢查鋅層均勻性(無漏鍍、流掛、氣泡)。

　　包裝與運輸：

　　矩管應采用六角打包帶捆扎，端部加裝保護套防止變形。

　　運輸時避免與酸堿物質接觸，防止腐蝕。

　　六、典型工程案例

　　國家體育場“鳥巢”：

　　使用Q355C矩管(400×200×16mm)作為主桁架弦桿，單根長度36m，單根重量約12.1噸(103.8kg/m×36m=3736.8kg，實際因連接節點加厚，重量更高)。

　　港珠澳大橋沉管隧道：

　　采用Q355C矩管(600×300×20mm)作為臨時支撐結構，需通過-20℃低溫沖擊試驗和海水腐蝕試驗(模擬20年使用壽命)。

　　某高層鋼結構建筑：

　　使用Q355C矩管(800×400×25mm)作為核心筒外框柱，通過有限元分析優化壁厚分布，節省鋼材12%。