Aké faktory ovplyvňujú mechanické vlastnosti Q345?
Mechanické vlastnosti Q345 (sila, húževnatosť, ťažnosť atď.) NIE sú pevné. Namiesto toho sú určené dvoma jadrovými rozmermi: chemické zloženie a kontrola procesu. Sú tiež nepriamo ovplyvňované faktormi, ako je hrúbka materiálu a následné spracovanie. Tieto faktory v konečnom dôsledku ovplyvňujú mechanické vlastnosti zmenou vnútornej kryštálovej štruktúry materiálu, mikroštruktúry a distribúcie defektov. Nasledujú špecifické ovplyvňujúce faktory a ich mechanizmy:
1. Faktor ovplyvňujúci jadro: Chemické zloženie (určuje „vrodené vlastnosti“ materiálu)
Ako nízka zliatina -, High - silová oceľ, chemické zloženie Q345 (najmä legľavé prvky a škodlivé prvky) je základom jej mechanických vlastností. Rôzne prvky regulujú vlastnosti prostredníctvom mechanizmov, ako je „posilňovanie pevného roztoku“, „vylepšenie zŕn“ a „potlačenie defektov“.
2. Kľúčové ovplyvňujúce faktory: kontrola procesu (určovanie „získaných vlastností“ materiálu))
Aj pri rovnakom chemickom zložení môžu rôzne procesy valcovania/tepelného spracovania zmeniť vnútornú mikroštruktúru materiálu (ako je veľkosť zŕn a zloženie fázy), čo významne ovplyvňuje mechanické vlastnosti. Bežné spracovateľské trasy Q345 a ich vplyv na výkon sú nasledujúce:
1. Podmienka dodávky (proces valcovania/tepelného spracovania)
Podmienka doručenia je najpriamejším procesným faktorom ovplyvňujúcim mechanické vlastnosti Q345. Rôzne podmienky zodpovedajú rôznym mikroštruktúram a vlastnostiam.
2. Parametre procesu valcovania
Okrem podmienok doručenia ovplyvňujú aj špecifické parametre počas procesu valcovania aj výkon:
Teplota valcovania: Ak je valcovacia teplota príliš vysoká (nad hornou hranicou teploty rekryštalizácie austenitu), môže ľahko viesť k hrubým zrnkom a zníženej húževnatosti. Ak je teplota príliš nízka, valivé sily sú nadmerné, čo môže ľahko spôsobiť vnútorné praskliny.
Deformácia: Dostatočná deformácia (najmä v multi - priechod hrubých doštičiek) môže rozbiť hrubé zrná, podporovať tvorbu jemných zŕn a zlepšiť pevnosť a tvrdosť. Nedostatočná deformácia môže viesť k nerovnomernej mikroštruktúre a veľkému kolísaniu vlastností.
Miera chladenia: Rýchlejšie post - valcovacie chladenie (ako je rýchle chladenie v procese TMCP) môže inhibovať rast a zrážanie karbidov, čo vedie k jemnejšej mikroštruktúre s vyššou silou a tvrdosťou. Príliš pomalé ochladenie môže viesť k hrubým zrnkom a zníženiu vlastností. III. Nepriame ovplyvňujúce faktory: hrúbka materiálu a následné spracovanie
1. Hrúbka materiálu („efekt hrúbky“)
Mechanické vlastnosti Q345 klesajú so zvyšujúcou sa hrúbkou. Hlavným dôvodom je to, že „čím hrubšia oceľ, tým menej dostatočná deformácia valcovania“:
Tenká oceľ (menšia alebo rovná 16 mm): Deformácia počas valcovania je dostatočná, zrná sú úplne vylepšené a pevnosť výnosu môže dosiahnuť viac ako 345 MPa s dobrou húževnatosťou.
Thick steel (>63 mm): Centrálna oblasť je menej plne zdeformovaná, zrná sú hrubšie a môžu existovať defekty, ako je pórovitosť a segregácia. Pevnosť výťažku klesá na 315 MPa (štandardný dolný limit) a húževnatosť tiež mierne klesá so zvyšujúcou sa hrúbkou (to je potrebné kompenzovať procesom TMCP).
Preto sú v štandarde GB/T 1591-2018 špecifikácie pevnosti výťažku a pevnosti v ťahu Q345 primerane upravené smerom nadol so zvyšujúcou sa hrúbkou (napr. Pre hrúbky 40-63 mm je pevnosť výťažku väčšia ako alebo rovná 325 MPa) . 2.
Q345 môže zaznamenať zmeny v mechanických vlastnostiach v dôsledku zmien mikroštruktúry počas následného spracovania (ako je zváranie, ohýbanie za studena a tepelné spracovanie):
Zváranie: V dôsledku vysokého - teploty sa môže vykurovanie teploty, po ktorom nasleduje rýchle chladenie, teplo -, ovplyvnená zóna (HAZ) (HAZ) vyvinie „hrubý {{}} zrnitú zónu“ (rast obilia) alebo „tvrdenú zónu“ (martenzit) alebo za následok významné zníženie miestnej húževnatosti (prónu na prasknutie). Vyžaduje si to zlepšenie prostredníctvom predhrievania, pomalého chladenia alebo post - Zváracie tepelné ošetrenie.
Ohýbanie za studena/pečiatka zachladnutia: Nadmerná deformácia pracujúcej za studena (napr. Polomer s malým ohybom) môže spôsobiť „tvrdenie práce“ (akumulácia dislokácie), čo vedie k zvýšenej lokálnej pevnosti, ale zníženej ťažnosti a dokonca aj k tvorbe trhlín. (Kontrolovaná deformácia alebo žíhanie na zmiernenie stresu sú potrebné.)
Sekundárne tepelné spracovanie: Následné „normalizácia“ alebo „temperovanie“ (ochladenie a temperovanie) môže ďalej vylepšiť mikroštruktúru, eliminovať vnútorné napätia a zlepšiť húževnatosť a rozmerovú stabilitu. Malo by sa však vyhnúť nadmerným teplotám vykurovania, pretože môžu viesť k hrubosti zŕn. Zhrnutie: Korelačná logika rôznych faktorov
Mechanické vlastnosti Q345 sú výsledkom „chemického zloženia, optimalizovaného riadenia procesu a hrúbky/spracovania jemného - ladenie“:
Chemické zloženie (Mn, NB/V/Ti) určuje „hornú hranicu“ pevnosti a „základnú nadáciu“;
Procesy valcovacieho/tepelného spracovania (ako je TMCP a normalizácia) plne využívajú potenciál chemického zloženia vylepšením veľkosti zŕn a optimalizáciou mikroštruktúry, dokonca prekročením základného výkonu;
Hrúbka materiálu a následné spracovanie sú „nápravné faktory“ - nadmerná hrúbka môže oslabiť proces procesu, zatiaľ čo nesprávne spracovanie môže poškodiť existujúce vlastnosti. Na zmiernenie týchto negatívnych účinkov je potrebný cielený dizajn (napríklad výber TMCP pre hrubé platne a predhrievanie pred zváraním).
V skutočných aplikáciách je teda potrebné komplexne posúdiť, či mechanické vlastnosti Q345 spĺňajú požiadavky založené na jeho špecifickom zložení, stave dodávky a hrúbke v kombinácii so scenárom aplikácie (metóda teploty, zaťaženia a spracovania).