See on kriitiline tehniline kaalutlus, mida nimetatakse "paksuse efektiks" või "suuruse efektiks". Q355B terase mehaanilised omadused halvenevad paksuse suurenemisega, eriti voolavuspiiri, tõmbetugevuse ja löögitugevuse osas. Seda on selgesõnaliselt arvesse võetud sellistes standardites nagu GB/T 1591-2018.
Siin on üksikasjalik jaotus selle kohta, kuidas ja miks omadused muutuvad, ning peamised andmed.
1. Peamised omaduste muutused koos paksusega
a) tõmbetugevus (ReH) ja tõmbetugevus (Rm) – TUGUSE PIKKAD
Plaadi/paksuse kasvades väheneb garanteeritud minimaalne saagis ja tõmbetugevus. See on disaini kõige olulisem tegur.
Standardväärtused GB/T 1591-2018 Q355B jaoks:
| Toote paksus (t) või läbimõõt (mm) | Tootmistugevus (ReH) Min (MPa) | Tõmbetugevus (Rm) (MPa) |
|---|---|---|
| t väiksem kui 16 või sellega võrdne | 355 | 470 - 630 |
| 16 < t Väiksem kui 40 või sellega võrdne | 345 | 470 - 630 |
| 40 < t Väiksem või võrdne 63-ga | 335 | 470 - 630 |
| 63 < t Väiksem või võrdne 80-ga | 325 | 470 - 630 |
| 80 < t Väiksem kui 100 või sellega võrdne | 315 | 470 - 630 |
| 100 < t Vähem kui 150 või sellega võrdne | 305 | 450 - 600 |
| 150 < t Vähem kui 250 või sellega võrdne | 285 | 450 - 600 |
| t > 250 | 265 | 440 - 590 |
Näide:20 mm paksuse plaadi minimaalne tootlikkus on 345 MPa, samas kui 100 mm paksusel plaadil on vaid 315 MPa-vähenemine ~11%. Disainerid peavad kasutama oma konkreetse paksuse jaoks õiget väärtust.
b) Löögitugevus – SITKUS VÄHENEB
Charpy garanteeritud löögienergia +20 kraadi juures (Q355B puhul 34 J või suurem) kehtib standardsete 10x10 mm proovide puhul. Paksemate plaatide jaoks:
Läbi-paksuse ebahomogeensuse:Paksu plaadi südamik jahtub valtsimise ajal aeglasemalt, mille tulemuseks on jämedam teraline struktuur ja väiksem sitkus võrreldes peeneteralise{0}}pinnaga.
Proovi asukoht:Kui löökkatsekehad võetakse 1/4 paksusest või südamiku asendist (nagu raskete plaatide jaoks mõne spetsifikatsiooni järgi nõutud), on mõõdetud väärtusedmadalamkui need, mis pärinevad pinnalt.
Praktiline tähendus:Kriitiliste rakenduste (nt seismilised, avamere) jaoks võivad paksud Q355B plaadid vajada uuendamist tasemele Q355C/D/E, et tagada piisav läbi{4}}jämeduse vastupidavus.
c) elastsus – VEEL VÄHENDATUD
pikenemine (A%) also has a slight thickness dependency in the standard, with minimum requirements decreasing modestly for thicker sections (e.g., from ≥21% for t≤40mm to ≥19% for t>63 mm).
d) Läbi-paksuse omadused (Z-suund) – OLULISELT VÄHENDATUD
Lamineerimise oht:Paksemad plaadid eralduvad tahkestumise ajal keskmise paksuse juures (S, P) rohkem.
Z-Suuna tõmbetugevus:Kui konstruktsioon nõuab läbi{0}}paksustugevust (et takistada lamellide rebenemist keevisliidete juures), võib standardne Q355B olla ebapiisav.Kvaliteetteras Z15, Z25 või Z35(GB/T 5313 kohta) koos garanteeritud pindala vähendamisega paksuse suunas tuleb määrata paksude, väga piiratud keevisühenduste jaoks.
2. Paksuse efekti algpõhjused
Tootmisprotsess (valtsimine ja jahutamine):
Pinna karastamise efekt:Õhemad plaadid jahtuvad pärast viimast rullimist kiiremini, mille tulemuseks on peenem ferriit-perliidi mikrostruktuur pinnal, mis on tugevam ja sitkem.
Aeglasem südamiku jahutus:Paksude plaatide südamik jahtub palju aeglasemalt, võimaldades teradel kasvada suuremaks, mille tulemuseks on jämedam ja nõrgem mikrostruktuur.
Vähem veerevat vähendamist:Paksu plaadi südamik läbib valtsimisel vähem mehaanilist deformatsiooni (vähenemist) võrreldes pinnakihtidega, mis aitab kaasa ka jämedamatele teradele.
Statistilised ja metallurgilised tegurid:
Defektide tõenäosus:Paksematel lõikudel on suurem materjalimaht, mis suurendab tõenäosust, et need sisaldavad kandmisi, mikro{0}}tühimeid või keemilist segregatsiooni, mis võib materjali nõrgendada.
Jääkpinged:Suuremad jääkpinged, mis tulenevad paksude plaatide ebaühtlasest jahutamisest, võivad tõhusalt alandada mõõdetud voolavuspiiri.
3. Projekteerimise ja valmistamise kriitilised tagajärjed
| Tegevus | Paksuse efekti mõju |
|---|---|
| Struktuurne projekteerimine | Arvutustugevus (fy) TULEB valida elemendi tegeliku paksuse alusel. Väärtuse „t Väiksem või võrdne 16 mm” (355 MPa) kasutamine 50 mm paksuse tala jaoks ei ole-konservatiivne ja ohtlik. Vaadake alati paksuse{6}}omaduste tabelit dokumendis GB/T 1591. |
| Materjali hankimine | Ostutellimustes täpsustage nii mark (Q355B) kui ka paksuse vahemik (nt 40 < t Vähem kui 63 mm või sellega võrdne), et veski tarniks õigele tugevusgarantiile vastavat terast. |
| Paksude plaatide keevitamine | Eelsoojendus ja kontrollitud soojussisend muutuvad kohustuslikuks, et vältida paksude Q355B sektsioonide HAZ-i liigset kõvenemist ja pragunemist. Väga paksude keevisõmbluste puhul kaaluge võiga tegemist või üleminekuvuukide kasutamist. |
| Kriitilised rakendused | Seismiliste hetkede raamides või avamere sõlmedes olevate paksude plaatide puhul kaaluge uuendamist: • Q355C/D/E parema sitkuse saavutamiseks. • Q355GJ (kõrge-jõudlusega teras) stabiilsemaks tugevuseks kogu paksusega. • Z-suunaomaduste määramine lamellide rebenemise vältimiseks. |
Kokkuvõte
Q355B terase mehaanilised omadused ei ole püsivad; need on toote paksuse funktsioon. Suureneva paksuse korral:
Saagis ja tõmbetugevus vähenevad (standardtabelite järgi).
Löögitugevus, eriti südamikus, väheneb.
Suureneb sisemiste defektide (laminatsioonide) oht.
Seetõttu ei tohi insenerid Q355B jaoks kunagi kasutada ühte "käsiraamatu väärtust". Materjalistandardi paksuse-spetsiifilised miinimumväärtused (GB/T 1591-2018, tabel 2) on projekteerimisel ja ehitamisel juriidiliselt siduvad väärtused. Kriitilise paksuse{7}}rakenduste puhul on sageli vaja täiendavaid nõudeid vastupidavuse ja läbiva paksuse omaduste kohta.