Tämä on kriittinen suunnittelunäkökohta, joka tunnetaan nimellä "paksuusvaikutus" tai "kokovaikutus". Q355B-teräksen mekaaniset ominaisuudet heikkenevät paksuuden kasvaessa, erityisesti myötörajan, vetolujuuden ja iskunkestävyyden suhteen. Tämä on otettu nimenomaisesti huomioon standardeissa, kuten GB/T 1591-2018.
Tässä on yksityiskohtainen erittely siitä, miten ja miksi ominaisuudet muuttuvat, sekä tärkeimmät tiedot:
1. Tärkeimmät ominaisuudet muuttuvat paksuuden myötä
a) myötölujuus (ReH) ja vetolujuus (Rm) – LUJUUSPUHAAT
Kun levy/paksuus kasvaa, taattu minimisyötö ja vetolujuus pienenevät. Tämä on tärkein suunnittelutekijä.
Standardiarvot GB/T 1591-2018 Q355B:lle:
| Tuotteen paksuus (t) tai halkaisija (mm) | Myötolujuus (ReH) Min (MPa) | Vetolujuus (Rm) (MPa) |
|---|---|---|
| t Pienempi tai yhtä suuri kuin 16 | 355 | 470 - 630 |
| 16 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 40 | 345 | 470 - 630 |
| 40 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 63 | 335 | 470 - 630 |
| 63 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 80 | 325 | 470 - 630 |
| 80 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 100 | 315 | 470 - 630 |
| 100 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 150 | 305 | 450 - 600 |
| 150 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 250 | 285 | 450 - 600 |
| t > 250 | 265 | 440 - 590 |
Esimerkki:20 mm paksun levyn pienin tuotto on 345 MPa, kun taas 100 mm paksun levyn alennus on vain 315 MPa-~11 %. Suunnittelijoiden on käytettävä oikeaa arvoa tietylle paksuudelle.
b) Iskusitkeys – sitkeys PUTKEE
Taattu Charpyn iskuenergia +20 asteessa (suurempi tai yhtä suuri kuin 34 J Q355B:lle) koskee tavallisia 10 x 10 mm:n näytteitä. Paksummat levyt:
Paksuuden epähomogeenisuuden- kautta:Paksun levyn ydin jäähtyy hitaammin valssauksen aikana, mikä johtaa karkeampaan raerakenteeseen ja alhaisempaan sitkeyteen verrattuna hienojakoisempaan-rakeiseen pintaan.
Näytteen sijainti:Jos iskunäytteet otetaan 1/4 paksuuden tai ytimen asennosta (kuten raskaille levyille vaaditaan joidenkin spesifikaatioiden mukaan), mitatut arvot ovatalentaakuin pinnalla olevat.
Käytännön vaikutukset:Kriittisissä sovelluksissa (esim. seismiset, offshore-sovellukset) paksut Q355B-levyt saattavat vaatia päivittämistä Q355C/D/E:ksi riittävän paksuuden kestävyyden takaamiseksi.
c) Mutavuus – HIEMAN VÄHENNETTY
Venymä (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) Läpi-paksuusominaisuudet (Z-suunta) – HUOMATTAVASTI VÄHENNETTY
Laminoinnin riski:Paksummat levyt ovat alttiimpia epäpuhtauksien (S, P) erottumiselle keskipaksuudessa{0}}kiinteytymisen aikana.
Z-Suunnan vetolujuus:Jos rakenne vaatii paksuutta{0}} (joka kestää lamellirepeämistä hitsausliitoksissa), standardi Q355B saattaa olla riittämätön.Z15, Z25 tai Z35 laatuteräs(GB/T 5313:n mukaan) ja taattu pinta-alan pieneneminen paksuussuunnassa on määritettävä paksuille, erittäin rajoitetuille hitsausliitoksille.
2. Paksuusvaikutuksen perimmäiset syyt
Valmistusprosessi (valssaus ja jäähdytys):
Pinnan sammutusvaikutus:Ohuemmat levyt jäähtyvät nopeammin viimeisen rullauksen jälkeen, jolloin pinnalla on hienompi ferriitti{0}}perliittimikrorakenne, joka on vahvempi ja sitkeämpi.
Hitaampi ydinjäähdytys:Paksujen levyjen ydin jäähtyy paljon hitaammin, jolloin jyvät kasvavat suurempia, mikä johtaa karkeampaan, heikompaan mikrorakenteeseen.
Pienempi rullauksen vähennys:Paksun laatan ytimessä tapahtuu vähemmän mekaanista muodonmuutosta (vähenemistä) valssauksen aikana pintakerroksiin verrattuna, mikä myös edistää karkeampaa rakeita.
Tilastolliset ja metallurgiset tekijät:
Vikojen todennäköisyys:Paksuissa osissa on suurempi määrä materiaalia, mikä lisää todennäköisyyttä, että ne sisältävät sulkeumia, mikro{0}}tyhjiöitä tai kemiallista erottelua, jotka voivat heikentää materiaalia.
Jäännösstressit:Epätasaisesta jäähdytyksestä johtuvat suuremmat jäännösjännitykset paksuissa levyissä voivat tehokkaasti alentaa mitattua myötörajaa.
3. Kriittiset vaikutukset suunnitteluun ja valmistukseen
| Toiminta | Paksuusvaikutuksen vaikutus |
|---|---|
| Rakennesuunnittelu | Mitoituslujuus (fy) TÄYTYY valita osan todellisen paksuuden perusteella. "t Pienempi tai yhtä suuri kuin 16 mm" -arvon (355 MPa) käyttäminen 50 mm:n paksuiselle palkille ei ole -konservatiivista eikä turvallista. Katso aina paksuus-ominaisuustaulukkoa GB/T 1591. |
| Materiaalin hankinta | Ilmoita ostotilauksissa sekä laatu (Q355B) että paksuusalue (esim. 40 < t Pienempi tai yhtä suuri kuin 63 mm) varmistaaksesi, että tehdas toimittaa oikean lujuustakuun täyttävää terästä. |
| Paksujen levyjen hitsaus | Esilämmitys ja kontrolloitu lämmöntuonti ovat pakollisia, jotta estetään liiallinen kovettuminen ja halkeilu paksujen Q355B-osien HAZ:issa. Harkitse voitelua tai siirtymäsaumojen käyttöä erittäin paksuille hitseille. |
| Kriittiset sovellukset | Kun kyseessä ovat paksut levyt seismisten momentin kehyksissä tai offshore-solmuissa, harkitse päivittämistä: • Q355C/D/E:lle paremman sitkeyden saavuttamiseksi. • Q355GJ (korkea-suorituskykyinen teräs) takaa vakaamman lujuuden eri paksuuksilla. • Z--suuntaominaisuuksien määrittäminen lamellien repeytymisen estämiseksi. |
Yhteenveto
Q355B-teräksen mekaaniset ominaisuudet eivät ole vakioita; ne ovat tuotteen paksuuden funktiota. Paksuuden kasvaessa:
Myötölujuus ja vetolujuus pienenevät (standarditaulukoiden mukaan).
Iskusitkeys, erityisesti ytimessä, heikkenee.
Sisäisten vikojen (laminaatioiden) riski kasvaa.
Siksi insinöörit eivät saa koskaan käyttää yhtä "käsikirja-arvoa" Q355B:lle. Materiaalistandardin -paksuuskohtaiset vähimmäisarvot (GB/T 1591-2018, Taulukko 2) ovat suunnittelun ja rakentamisen juridisesti sitovia arvoja. Kriittisten paksujen -profiilien sovelluksissa tarvitaan usein lisävaatimuksia sitkeys- ja paksuusominaisuuksille.