Kako se sadržaj ugljika u Q345 čelik može smanjiti uz održavanje njegove snage?

Kako se sadržaj ugljika u Q345 čelik može smanjiti uz održavanje njegove snage?
Ključ za smanjenje sadržaja ugljika uz održavanje čvrstoće čelika Q345 (čvrstoća prinosa veća od ili jednaka 345 MPa) je zamijeniti učinak jačanja ugljika čvrste otopine s "drugim mehanizmima za jačanje". Kroz sinergiju legirajućih elemenata i optimizacije procesa, može se postići "smanjenje ugljika bez smanjenja snage". To se može postići kroz sljedeća četiri tehnička pristupa, a svi oni moraju ispunjavati zahtjeve mehaničkog svojstva Q345 navedenih u GB/T 1591-2018:
1. Ojačanje čvrste otopine jačanja učinka mangana (MN) kako bi se djelomično zamijenilo doprinos ugljika.
Mangan je najzgorniji legirajući element u Q345. Njegov učinak jačanja čvrste otopine je značajan, a njegov negativan utjecaj na zavarivost daleko je manji od ugljika, što ga čini "preferiranim zamjenskim elementom" za smanjenje ugljika.
Načelo: Mangan otopljen u feritu značajno povećava izobličenje rešetke i povećava otpornost na dislokacijsko kretanje, povećavajući tako snagu prinosa (svaki porast MN-a 0,1% povećava čvrstoću prinosa za približno 5-8 MPa). Praktično rješenje: Kada se sadržaj ugljika smanjuje sa 0,20% na 0,16% (smanjenje od 0,04%), sadržaj MN može se povećati sa 1,30% na 1,50% (još uvijek unutar standardnog raspona od 1,00-1,60%). Ovo jačanje MN nadoknađuje gubitak snage uzrokovan smanjenjem ugljika (gubitak čvrstoće od 0,04% ugljika je približno 20-30 MPa, dok povećanje od 0,2% mn može nadoknaditi 10-16 MPa, što se može uravnotežiti s drugim mjerama).
Prednosti: Mn je nizak - Trošak i lako je dostupan. Nadalje, umjereno povećanje MN (manje od ili jednako 1,60%) ne povećava značajno tendenciju stvrdnjavanja zavarivanja (za razliku od ugljika) i ima minimalan utjecaj na zavarivost.
Drugo, dodavanje elemenata mikro -a (v/ti/nb) postiže dvostruko jačanje kroz "jačanje oborina + pročišćavanje zrna".
Elementi za mikroliziranje (V, TI i NB) ključni su dodaci za jačanje tijekom smanjenja ugljika. Povećavaju čvrstoću kroz dva mehanizma, neovisno o sadržaju ugljika:
Osnaživanje oborina: V, TI i NB reagiraju s ugljikom i dušikom u čeliku kako bi nastali nanoskalni karbonitridi (poput VC, TIN i NBC). Ovi talog dislokacije PIN-a, značajno povećavajući čvrstoću prinosa (svaki dodatak 0,01% V/NB povećava čvrstoću za 5-10 MPa).
Na primjer, dodavanje 0,05% NB doprinosi otprilike 30-50 MPa čvrstoće, što više od nadoknade gubitka čvrstoće (otprilike 25-35 MPa) povezanog sa smanjenjem sadržaja ugljika s 0,20% na 0,15%.
Preciziranje zrna: TI i NB inhibiraju rast zrna austenita (na primjer, granice zrna čestica limenih čestica), što rezultira finom strukturom zrna nakon kotrljanja (smanjujući veličinu zrna sa 8 na 10). Prema dvorani - odnos stranice, preciziranje veličine zrna poboljšava i snagu i žilavost (prepolovljenje promjera zrna povećava čvrstoću prinosa za otprilike 20%).
Na primjer, pročišćavanje zrna s TI (0,02-0,05%) omogućava čeliku da održava čvrstoću prinosa iznad 350 MPa, čak i kada se sadržaj ugljika smanjuje na 0,14%.
Ključne kontrolne točke: Elementi za mikroliziranje moraju se čuvati unutar navedenih gornjih granica (v manje od ili jednake 0,15%, Ti manje od ili jednake 0,20%, NB manje od ili jednake 0,06%) kako bi se izbjegli prekomjerne količine koje bi mogle smanjiti žilavost ili povećati troškove.