Stāvokļi -karsti-velmēti (HR), normalizēti (N) un termo-mehāniski kontrolēti apstrādāti (TMCP)-attēlo principiāli atšķirīgus apstrādes ceļus, kas rada atšķirīgas mikrostruktūras un līdz ar to arī dažādus Q420B tērauda īpašību profilus.
Šeit ir salīdzinoša galveno atšķirību analīze:
Kopsavilkuma tabula: galvenās atšķirības
| Aspekts | Karstās -velmēšanas (HR) stāvoklis | Normalizēts (N) stāvoklis | TMCP valsts |
|---|---|---|---|
| Apstrādes maršruts | Velmēts augstā apdares temperatūrā (~850-950 grādi), pēc tam atdzesēts ar gaisu. | Karsti{0}}velmēts, pēc tam uzsildīts līdz ~900 grādiem (Ac₃以上) un atdzesēts ar gaisu-. | Precīzi kontrolēta ripināšana ne-pārkristalizācijas zonā (~750-850 grādi), kam seko paātrināta dzesēšana (ACC). |
| Primārā mikrostruktūra | Rupjais ferīts{0}}perlīts. Graudu izmērs nav-viendabīgs. | Izsmalcināts, viendabīgs ferīta{0}}perlīts. Izlīdzināti graudi. | Īpaši-smalks ferīts + beinīts/martensīts-austenīts (M-A) sastāvdaļa. Sarežģīta, smalka daudzfāžu struktūra. |
| Graudu lielums | Rupjākais (ASTM 6-8). | Rafinēts (ASTM 8-10). | Labākais (ASTM 10-12 vai smalkāks). |
| Ražas stiprums (ReH) | Atbilst minimālajam standartam (lielāks vai vienāds ar 420 MPa). Bieži vien tuvu zemākajam galam. | Nedaudz augstāks un konsekventāks nekā HR. | Augstākais. Bieži vien ievērojami pārsniedz minimālo (piemēram, 460-500 MPa) ar tādu pašu ķīmiju. |
| Stingrība (trieciens) | Zemākais. Atbilst standartam (lielāks par vai vienāds ar 34J @ 20 grādiem), bet ar mazāku rezervi. | Labākais starp trim ferīta{0}}perlīta tēraudiem. Lieliska un vienmērīga stingrība. | Lieliski, īpaši zemā temperatūrā. Smalko graudu izmērs ievērojami uzlabo kaļamo{1}}trauslo pārejas temperatūru. |
| Metināmība | Zemākais. Rupjie graudi HAZ ar noslieci uz augšanu. | Labi. Normalizēta struktūra ir stabila, HAZ graudu augšana ir ierobežota. | Labākais. Zems oglekļa ekvivalents + īpaši-smalki graudi rada smalku, izturīgu HAZ ar zemāku plaisu jutību. |
| Caur-biezuma īpašību (Z-virzienā) | Sliktāks centra līnijas segregācijas dēļ. | Uzlabots salīdzinājumā ar HR homogenizācijas dēļ. | Labākais. ACC nomāc segregāciju, noved pie vienādām īpašībām. |
| Galvenie stiprināšanas mehānismi | Ciets šķīdums + graudu izmērs (Hall{1}}Petch). | Graudu rafinēšanair dominējošais mehānisms. | Ultra-smalki graudi + dislokācija + nokrišņi + fāzes transformācija. Sinerģisks efekts. |
| Izmaksas un pielietojums | Zemākās izmaksas. Vispārējās struktūras. | Augstākas izmaksas (papildu termiskā apstrāde). Izmanto biezām plāksnēm, spiedtvertnēm, kur viendabīgums ir galvenais. | Moderate cost (no reheat). Dominant for modern high-performance plates (>40mm) tiltos, jūrā, kuģos. |
Detalizēts sadalījums
1. Karstās -velmēšanas (HR) stāvoklis
Mikrostruktūra:Raksturīgi rupji, daudzstūraini ferīta graudi ar perlīta kolonijām graudu robežās. Apdares temperatūra ir augsta, ļaujot graudiem augt lēnas gaisa dzesēšanas laikā. Mikrostruktūra bieži ir joslu segregācijas dēļ.
Īpašības:
Spēks:Pamatizturība atbilst minimālajam standartam. Mazāk konsekvents caur biezumu.
Stingrība:Zemākā trieciena enerģija un augstākā kaļamā -trauslā pārejas temperatūra (DBTT) rupju graudu dēļ.
Lietojumprogrammas ierobežojums:Izmanto vispārējām konstrukcijām ar mērenu biezumu, kur augsta izturība nav kritiska.
2. Normalizēts (N) stāvoklis
Mikrostruktūra:Re-austenitizācijas (normalizējošā) termiskā apstrāde atiestata mikrostruktūru. Tas rada smalku, viendabīgu un vienādainu ferīta-perlītustruktūra. Šis process novērš joslu veidošanos un rupjos graudus no karstās velmēšanas.
Īpašības:
Spēks:Labs un ļoti vienveidīgs. Ražas spēks ir uzticams.
Stingrība:Būtiski uzlabots salīdzinājumā ar HR stāvokli. Smalkā, viendabīgā graudu struktūra nodrošina izcilu triecienizturību istabas un zemās temperatūrās. Šis ir klasisks ceļš uz uzticamu kvalitāti.
Trūkums:Energoietilpīgs-(visas plāksnes atkārtota uzsildīšana), kas rada augstākas izmaksas un iespējamus kropļojumus.
3. Termo{1}}Mehāniski kontrolēts apstrādāts (TMCP) stāvoklis
Mikrostruktūra:Šis ir fiziskās metalurģijas triumfs. Tas ietver:
Kontrolēta ripināšana:Smagas deformācijas austenīta zemas-temperatūras, ne-rekristalizācijas apgabalā, radot "pankveida" austenīta graudus, pilnus ar deformācijas joslām.
Paātrināta dzesēšana (ACC):Tūlīt pēc velmēšanas plāksni ātri atdzesē ar ūdens strūklām. Tādējādi deformētais austenīts tiek pārveidots par īpaši-smalku ferīta graudu struktūru, bieži vien ar otru fāzi, kas sastāv no adatveida ferīta, bainīta vai smalka perlīta.
Īpašības:
Spēks: Augstākais.Ultra-smalko graudu stiprināšanas (Hall-Petch), dislokācijas stiprināšanas (no deformācijas) un fāzes transformācijas stiprināšanas kombinācija ļauj TMCP Q420B sasniegt lielāku izturību ar mazāku oglekļa un sakausējuma saturu nekā HR vai N stāvokļos.
Stingrība: Izņēmuma.Īpaši-smalkais graudu izmērs ievērojami samazina DBTT, nodrošinot izcilu zemas-temperatūras triecienizturību, bieži pārsniedzot Q420D vai E kategorijas prasības.
Metināmība: Superior.Zemāks Ceq (jo stiprība ir mazāk atkarīga no oglekļa) un smalki iepriekšējie austenīta graudi ierobežo HAZ graudu augšanu, kā rezultātā veidojas stingrāka, pret plaisām{0}}izturīgāka metināšanas zona.
Viendabīgums:Lieliskas ar{0}}biezuma īpašībām, jo ACC nomāc segregāciju.
Inženiertehniskās nozīmes un atlases rokasgrāmata
Izvēlieties Hot{0}}Rolled Q420B:Izmaksu-jutīgas, ne-kritiskas, statiskas struktūras ar mērenu biezumu labdabīgā vidē.
Izvēlieties Normalizēto Q420B:Kritiski lietojumi, kuriem nepieciešama augsta viendabīgums un pierādīta uzticamība biezās sekcijās (piemēram, spiedtvertnēs, vecākas tiltu specifikācijas), jo īpaši, ja ražošanas kods nosaka normālu tēraudu.
Izvēlieties TMCP Q420B:Mūsdienīgas, -augstas veiktspējas konstrukcijas, kurām ļoti svarīga ir augsta izturība, izcila zemas-temperatūras izturība un izcila metināmība (piem., atklātā jūrā esošās platformas, augstceltnes seismiskās zonās, moderni garie-pārlaiduma tilti, ledus{6}klases kuģi). Tā ir tehnoloģiski progresīvākā un bieži vien ekonomiskākā izvēle biezām, augstas kvalitātes{8}}plāksnēm.
Būtībā pāreja no HR uz N uz TMCP ir evolūcija no pamata, ekonomiska procesa uz sarežģītu metalurģijas stratēģiju, kas pielāgo mikrostruktūru atomu līmenī, lai panāktu izcilu īpašību līdzsvaru, ko nevar sasniegt tikai ar sastāvu. Q420B un augstākām klasēm TMCP ir kļuvis par nozares -vēlamo piegādes stāvokli prasīgām lietojumprogrammām.