Termini “rūdīts un rūdīts” (Q&T) un “augsta-izturība” ir precīzi tā metalurģiskā stāvokļa un tā sasniegšanai izmantotā rūpnieciskā procesa apraksti.
1. Kāpēc to sauc par “rūdītu un rūdītu augstas-izturības tēraudu”
Šis nosaukums ir tiešs tā galveno raksturlielumu kopsavilkums un tā noteicošais ražošanas ceļš.
“Augsta{0}}stiprība”: šis ir tā galvenais veiktspējas atribūts. Tā minimālā tecēšanas robeža ir 890 MPa (≈129 ksi), tā pieder pie īpaši -augstas-izturības tērauda (UHSS) kategorijas. Tā stiprība ir 2,5 reizes lielāka nekā parastajam konstrukciju tēraudam (S355), kas nodrošina vieglākas un efektīvākas konstrukcijas.
"Quenched and Tempered": šī ir ekskluzīvā metode, ar kuru tiek panākta šī izcilā izturība apvienojumā ar atbilstošu stingrību. Tas nav tikai spēcīgs; tas ir spēcīgs, jo tas tika dzēsts un rūdīts. Šis process atšķir to no citiem augstas -stiprības tēraudiem, kas iegūst izturību, izmantojot dažādus līdzekļus (piemēram, aukstā apstrādi, nokrišņu rūdīšanu mikro-leģētos tēraudos).
2. Pamatprocess: divu-pakāpju termiskā meistarība
Q&T process ir precīzi kontrolēta sildīšanas un dzesēšanas secība, kas pārveido tērauda iekšējo mikrostruktūru. S890QL1 gadījumā šis process ir stingri noteikts tādos standartos kā EN 10025-6.
Tālāk ir sniegts detalizēts-pa-solis:
1. posms: dzēšana (“sacietēšanas” solis)
Mērķis: izveidot ļoti cietu, bet pārmērīgi trauslu mikrostruktūru visā tērauda plāksnes biezumā.
Process:
Austenitizācija: tērauda plāksni uzkarsē līdz augstai temperatūrai (parasti 880 grādi - 950 grādiem) krāsnī. Šajā temperatūrā tā mikrostruktūra pilnībā pārvēršas cietā šķīdumā, ko sauc par austenītu, un visi leģējošie elementi izšķīst vienmērīgi.
Ātrā dzesēšana (rūdīšana): pēc tam plāksni ātri izņem no krāsns un ļoti lielā ātrumā atdzesē, parasti izsmidzinot ar augsta spiediena{0}}ūdens strūklu vai iegremdējot polimēra šķīdumā. Šī straujā dzesēšana "iesaldē" austenīta struktūru, neļaujot tai pārveidoties mīkstākajās fāzēs (ferītā, perlītā), kas veidojas lēnas dzesēšanas laikā.
Rezultātā iegūtā mikrostruktūra: austenīts pārvēršas par martensītu — īpaši -cietu, adatai līdzīgu{1}}kristālu struktūru. Šis martensīts piešķir tēraudam augsto stiprību, taču tas ir trausls un pakļauts plaisāšanai.
2. posms: rūdīšana ("cietināšanas" solis)
Mērķis: Pārdot kontrolētu daudzumu cietības/izturības no rūdīšanas, lai ievērojami palielinātu stingrību, elastību un izmēru stabilitāti, padarot tēraudu izmantojamu inženierzinātnēs.
Process:
Atkārtota sildīšana: pilnībā rūdītā (trauslā) plāksne tiek atkārtoti uzkarsēta līdz rūpīgi izvēlētai sub-kritiskajai temperatūrai, parasti diapazonā no 550 grādiem līdz 650 grādiem. Šī temperatūra ir zemāka par punktu, kurā atkal veidojas austenīts, bet pietiekami augsta, lai nodrošinātu atomu kustību.
Mērcēšana: Plāksne tiek turēta šajā temperatūrā aprēķinātu laiku (atkarībā no biezuma), ļaujot veikt vairākas metalurģiskas izmaiņas:
Sprieguma mazināšana: tiek samazināts iekšējais spriedze, kas rodas dzēšanas rezultātā.
Karbīda nokrišņi: pārmērīgs ogleklis martensītā veido smalkas, izkliedētas karbīda daļiņas (piemēram, vanādija, molibdēna). Tas ir galvenais stiprināšanas mehānisms.
Mikrostruktūras transformācija: Trauslais martensīts pārvēršas elastīgākā un izturīgākā mikrostruktūrā, ko sauc par rūdīto martensītu vai rūdīto beinītu.
Kontrolēta dzesēšana: pēc tam plāksne tiek atdzesēta, parasti klusā gaisā.
Iegūtā mikrostruktūra: rūdīts martensīts. Šī struktūra saglabā ļoti augstu stiprības līmeni (890 MPa izlaide), bet tagad tai ir pietiekama elastība un, kas ir ļoti svarīgi S890QL1, triecienizturība, kas nepieciešama, lai atbilstu "-60 grādu (L1)" specifikācijai.
3. Ķīmiskā sastāva loma
Q&T process ir efektīvs tikai S890QL1 specifiskā, liesā sakausējuma dizaina dēļ:
Zems oglekļa saturs (~0,15-0,18%): Nodrošina sacietēšanu martensīta veidošanai, vienlaikus saglabājot labu metināmību.
Leģējošie elementi (Mn, Cr, Ni, Mo, B, V): tie ir "aktivizētāji".
Cietināšanas uzlabotāji (B, Mn, Cr, Mo): nodrošiniet, lai dzēšanas laikā martensīta transformācija notiek pat biezu plākšņu kodolā.
Stingrības pastiprinātājs (Ni): ļoti svarīgs, lai sasniegtu zemas -temperatūras (-60 grādu) izturību.
Nokrišņu stiprinātāji (V, Mo): rūdīšanas laikā veido smalkus karbīdus, nodrošinot galīgo augsto izturību.
Sintēze: "Q" S890QL1
"Q" kategorijas nosaukumā ir oficiālais apzīmējums šim rūdītajam un rūdītajam stāvoklim saskaņā ar EN 10025-6. Tā ir garantija, ka saņemtajai tērauda plāksnei ir veikta šī izsmalcinātā,-enerģijaietilpīgā un stingri kontrolētā divpakāpju termiskā apstrāde.
Rezumējot:S890QL1 tiek saukts par "rūdītu un rūdītu augstas-izturības tēraudu", jo tā nepārspējamā 890 MPa tecēšanas robežas un -60 grādu stingrības kombinācija ir tiešs, neatdalāms rūdīšanas-un rūdīšanas ražošanas procesa produkts. Šis process salīdzinoši parasto ķīmisko sastāvu pārvērš neparastā inženiertehniskā materiālā.