Olekud-Kuum-Valtsitud (HR), Normalized (N) ja Termo-Mehhaaniliselt kontrollitud töödeldud (TMCP)-esindavad põhimõtteliselt erinevaid töötlemisviise, mille tulemuseks on Q420B terase erinevad mikrostruktuurid ja sellest tulenevalt erinevad omaduste profiilid.
Siin on peamiste erinevuste võrdlev analüüs:
Kokkuvõttev tabel: peamised erinevused
| Aspekt | Kuum-valtsitud (HR) olek | Normaliseeritud (N) olek | TMCP osariik |
|---|---|---|---|
| Töötlemise marsruut | Valtsitud kõrgel viimistlustemperatuuril (~850-950 kraadi), seejärel õhkjahutusega. | Kuum-valtsitud, seejärel uuesti kuumutatud ~900 kraadini (Ac₃以上) ja õhkjahutatud. | Täpselt kontrollitud veeremine mitte-rekristallisatsioonitsoonis (~750–850 kraadi), millele järgneb kiirendatud jahutamine (ACC). |
| Esmane mikrostruktuur | Jäme ferriit{0}}perliit. Tera suurus ei ole-ühtlane. | Rafineeritud ühtlane ferriit{0}}perliit. Equiaxed terad. | Ülimalt-peen ferriit + beniit/martensiit-austeniit (M-A) koostisosa. Keeruline, peen mitmefaasiline struktuur. |
| Tera suurus | Kõige jämedamad (ASTM 6-8). | Rafineeritud (ASTM 8-10). | Parim (ASTM 10-12 või peenem). |
| Saagistugevus (ReH) | Vastab miinimumstandardile (suurem kui 420 MPa või sellega võrdne). Sageli alumise otsa lähedal. | Veidi kõrgem ja ühtlasem kui HR. | Kõrgeim. Sageli ületab sama keemia korral oluliselt miinimumi (nt 460-500 MPa). |
| Tugevus (löök) | Madalaim. Vastab standardile (suurem või võrdne 34J @ 20 kraadi), kuid väiksema varuga. | Ferriit{0}}perliitteraste jaoks kolme hulgas parim. Suurepärane ja ühtlane sitkus. | Suurepärane, eriti madalatel temperatuuridel. Peentera suurus parandab oluliselt plastilise{1}}hapra ülemineku temperatuuri. |
| Keevitatavus | Madalaim. Kasvule kalduvad jämedad terad HAZ-is. | Hea. Normaliseeritud struktuur on stabiilne, HAZ teravilja kasv on piiratud. | Parim. Madala süsiniku ekvivalendina + ülipeened -terakesed annavad peene, sitke HAZ-i, millel on väiksem pragude tundlikkus. |
| Läbi-paksusomaduse (Z-suund) | Keskjoone segregatsiooni tõttu kehvem. | Täiustatud HR-i homogeniseerimise tõttu. | Parim. ACC pärsib segregatsiooni, viib ühtlaste omadusteni. |
| Peamised tugevdamise mehhanismid | Tahke lahus + tera suurus (Hall{1}}Petch). | Teravilja rafineerimineon domineeriv mehhanism. | Ultra-peenteraline + dislokatsioon + sademed + faasimuutus. Sünergistlik toime. |
| Maksumus ja rakendus | Madalaim kulu. Üldstruktuurid. | Kõrgem hind (lisakuumtöötlus). Kasutatakse paksude plaatide, surveanumate jaoks, kus ühtsus on võtmetähtsusega. | Moderate cost (no reheat). Dominant for modern high-performance plates (>40 mm) sildades, avamerel, laevadel. |
Üksikasjalik jaotus
1. Kuum-valtsitud (HR) olek
Mikrostruktuur:Iseloomulikud on jämedad hulknurksed ferriiditerad, mille terade piiridel on perliidikolooniad. Viimistlustemperatuur on kõrge, võimaldades teradel aeglase õhkjahutuse ajal kasvada. Mikrostruktuur on sageli segregatsiooni tõttu triibuline.
Omadused:
Tugevus:Põhitugevus vastab miinimumstandardile. Läbi paksuse vähem ühtlane.
Tugevus:Madalaim löögienergia ja kõrgeim plastilise{0}}hapra ülemineku temperatuur (DBTT) tänu jämedatele teradele.
Rakenduse piirang:Kasutatakse keskmise paksusega üldiste konstruktsioonide jaoks, kus kõrge sitkus ei ole kriitiline.
2. Normaliseeritud (N) olek
Mikrostruktuur:Re-austenitiseerimine (normaliseeriv) kuumtöötlus lähtestab mikrostruktuuri. See toodab peent, ühtlast ja ühtlast ferriit-perliitistruktuur. See protsess kõrvaldab kuumvaltsimisel tekkivad ribad ja jämedad terad.{1}}
Omadused:
Tugevus:Hea ja väga ühtlane. Saagistugevus on usaldusväärne.
Tugevus:Oluliselt paranenud võrreldes HR olekuga. Peen ühtlane teraline struktuur tagab suurepärase löögikindluse toa- ja madalatel temperatuuridel. See on klassikaline viis usaldusväärse kvaliteedi saavutamiseks.
Puudus:Energiamahukas (kogu plaadi soojendamine), mis põhjustab suuremaid kulusid ja võimalikke moonutusi.
3. Termo-Mehhaaniliselt kontrollitud töödeldud (TMCP) olek
Mikrostruktuur:See on füüsilise metallurgia võidukäik. See hõlmab:
Kontrollitud veeremine:Tugev deformatsioon austeniidi madala-temperatuuri, mitte-rekristalliseerumise piirkonnas, luues "pannkoogitud" austeniidi tera, mis on täis deformatsiooniribasid.
Kiirendatud jahutus (ACC):Kohe pärast rullimist jahutatakse plaat kiiresti veejugadega. See muudab deformeerunud austeniidi ultra-peene ferriidi teraliseks struktuuriks, mille teine faas on sageli teravakujuline ferriit, bainit või peen perliit.
Omadused:
Tugevus: Kõrgeim.Üli-peeneteralise tugevdamise (Hall-Petch), dislokatsiooni tugevdamise (deformatsioonist) ja faasimuutuse tugevdamise kombinatsioon võimaldab TMCP Q420B-l saavutada suurema tugevuse madalama süsiniku- ja sulamisisaldusega kui HR või N olekus.
Tugevus: Erakordne.Ülimalt -peene tera suurus alandab dramaatiliselt DBTT-d, tagades suurepärase vastupidavuse madalal-temperatuuril, ületades sageli Q420D või E klasside nõudeid.
Keevitatavus: Superior.Madalam Ceq (kuna tugevus sõltub vähem süsinikust) ja peened eelnevad austeniiditerad piiravad HAZ-i terade kasvu, mille tulemuseks on tugevam ja pragudele vastupidavam{0}}keevisõmblusala.
Homogeensus:Suurepärased{0}}paksusomadused tänu ACC-i allasurutud segregatsioonile.
Tehnilise tähenduse ja valiku juhend
Valige kuum{0}}valtsitud Q420B:Kulutundlikud, mitte-kriitilised, mõõduka paksusega staatilised struktuurid healoomulises keskkonnas.
Valige Normaliseeritud Q420B:Kriitilised rakendused, mis nõuavad paksude sektsioonide suurt ühtlust ja tõestatud töökindlust (nt surveanumad, vanemad silla spetsifikatsioonid), eriti kui tootmiskood nõuab normaliseeritud terast.
Valige TMCP Q420B:Kaasaegsed suure jõudlusega{0}}konstruktsioonid, mille kõrge tugevus, suurepärane vastupidavus madalal-temperatuuril ja suurepärane keevitatavus on ülimalt tähtsad (nt avamereplatvormid, kõrghooned seismilistes tsoonides, kaasaegsed pika-sillad, jää{6}klassi laevad). See on tehnoloogiliselt arenenum ja sageli kõige ökonoomsem valik paksude, kõrgekvaliteediliste{8}}plaatide jaoks.
Sisuliselt kujutab üleminek HR-lt N-le TMCP-le arengut põhilisest ökonoomsest protsessist keeruka metallurgiastrateegiani, mis kohandab mikrostruktuuri aatomitasandil, et saavutada suurepärane omaduste tasakaal, mida ei ole võimalik saavutada ainult koostisega. Q420B ja kõrgemate klasside puhul on TMCP-st saanud tööstuses-eelistatud tarneseisund nõudlike rakenduste jaoks.