Lämpökäsittely Q550D Teräs on olennainen osa sen määritettyjen ominaisuuksien saavuttamista, ja myöhemmät lämpökäsittelyt voivat muuttaa niitä merkittävästi. Tämän ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää valmistuksen ja käytön kannalta.
Ensinnäkin on tärkeää erottaa seuraavat:
Terästehtaalla käytetty lämpökäsittely "toimitettuna" Q550D-materiaalin luomiseksi.
Valmistuksen aikana suoritetut -toimituksen jälkeiset lämpökäsittelyt (kuten jännityksenpoisto tai uudelleen{1}}sammutus), jotka muuttavat teräksen tilaa.
1. Ensisijainen lämpökäsittely tehtaalla ("toimitettuna"{1}}
Q550D toimitetaan lähes yksinomaan yhdessä kahdesta edistyneestä käsittelyolosuhteista:
A. Karkaisu ja karkaisu (Q&T) - Yleisin
Tämä on vallitseva menetelmä saavuttaa 550 MPa myötöraja hyvällä sitkeydellä.
Prosessi: Teräslevy kuumennetaan austenitisoituvaan lämpötilaansa (~ 900 astetta), jäähdytetään sitten nopeasti (sammutetaan vedessä tai suihkeessa) kovan, hauraan martensiittisen rakenteen muodostamiseksi. Sen jälkeen se karkaistu (lämmitetään uudelleen 550-650 asteeseen) sitkeyden ja taipuisuuden lisäämiseksi säilyttäen samalla korkean lujuuden.
Vaikutus ominaisuuksiin:
Luo Q550D:n ytimen ominaisuudet: Saavuttaa optimaalisen tasapainon korkean lujuuden (550 MPa YS), hyvän sitkeyden (enintään 16 % venymä) ja erinomaisen alhaisen -lämpötituuden (-20 asteen iskunkesto) välillä.
Muodostaa tasaisen, hienorakeisen-karkaistun martensiitti- tai bainiittimikrorakenteen.
Tarjoaa parhaan yhdistelmän ominaisuuksia kriittisiin sovelluksiin. Tämä on teräkselle suunniteltu tila sen suunnittelussa.
B. Lämpö-mekaanisesti ohjattu prosessi (TMCP) / TMCP+
Prosessi: Yhdistää kontrolloidun rullauksen (muodonmuutoksen) tietyissä lämpötiloissa nopeutettuun jäähdytykseen. Sitä voi seurata kevyt karkaisu.
Vaikutus ominaisuuksiin:
Saavuttaa suuren lujuuden jyvien jalostuksen ja dislokaatiokarkaisun avulla.
Tarjoaa yleensä paremman hitsattavuuden kuin samaa laatua oleva Q&T-teräs alhaisemman hiiliekvivalentin (CEV) ansiosta.
Sitkeys voi olla erittäin hyvä, mutta mikrorakenne on vähemmän yhtenäinen kuin Q&T:ssä. Ominaisuudet "lukitaan" hallitulla rullauksella ja jäähdytyksellä; myöhempi lämmitys voi heikentää niitä.
2. Toimituksen jälkeisten-lämpökäsittelyjen vaikutukset (valmistuksen aikana)
Q550D:n merkittävä lämmitys toimituksen jälkeen muuttaa sen huolellisesti suunniteltua mikrorakennetta. Vaikutukset riippuvat lämpö-vaikutusvyöhykkeellä (HAZ) tai koko-komponenttien käsittelyn aikana saavutetusta huippulämpötilasta (Tp).
| Lämpökäsittelyn tyyppi | Tyypillinen lämpötila Alue | Vaikutus Q550D-ominaisuuksiin (lämmitetyllä alueella) | Syy ja seuraus |
|---|---|---|---|
| Hitsaus | Sulaa ja muodostaa laajan HAZ:n | Luo ominaisuuksien gradientin. HAZ:sta hitsin lähellä voi tulla pehmeämpi (pienempi lujuus) tai hauraampi (pienempi sitkeys) kuin perusmetalli muodostaen "heikon lenkin". | Lämpökierto yli-karkaisee tai-austenitisoi ja muuttaa alkuperäisen Q&T/TMCP-mikrorakenteen. Tämä on ensisijainen huolenaihe valmistuksessa. |
| Stressiä lievittävä (-hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely - PWHT) | ~550-620 astetta | Alentaa tuottoa ja vetolujuutta (voi pudota 30-80 MPa), saattaa hieman parantaa sitkeyttä. | Martensiitti/bainiitti karkaisee edelleen, mikä aiheuttaa vahvistavien karbidien karkenemista. Suunnittelussa on otettava huomioon tämä lujuuden menetys. |
| Kuumamuovaus/taivutus | >700 astetta | Nollaa mikrorakenteen kokonaan. Ilma-jäähdyttäminen heikentää lujuutta ja sitkeyttä. On sammutettava uudelleen-ja karkaistu. | Tuhoaa alkuperäisen Q&T/TMCP-rakenteen muodostaen karkean, heikon mikrorakenteen jäähtyessään. |
| Paikallinen liekin oikaisu | Jopa ~700-800 astetta | Luo paikallisen pehmeän alueen, jonka lujuus ja sitkeys vaihtelevat. | Samanlainen kuin vakava HAZ-ilmiö. Vaatii huolellisen toimenpiteen ja mahdollisen korjauksen. |
3. Tärkeimmät huomiot ja ohjeet valmistajille
ÄLÄ oleta, että sitä voidaan{0}}lämmittää vapaasti:Toisin kuin normalisoidut teräkset, Q550D:n ominaisuudet ovatlämpö-herkkä. "D"-luokan sitkeys hitsauksen jälkeen taataan vain, jos noudatetaan oikeita menettelyjä.
Hitsaus on kriittinen toimenpide:
Käytä matala{0}}lämpöhitsausta: Suosittelemme tekniikoita, kuten uppokaarihitsausta (SAW) karkaistun langan avulla tai kaasumetallikaarihitsausta (GMAW).
Tiukka esilämmitys- ja välipäästöjen hallinta: Välttämätön vedyn{0}}aiheuttaman kylmähalkeilun estämiseksi (sen korkean kovettuvuuden vuoksi).
Käytä vastaavia lujia{0}}tarvikkeita: Elektrodit/langat on määritettävä 550 MPa-laatuteräksille (esim. ER110S-G jne.).
Jälki-hitsauksen lämpökäsittely (PWHT):
Ei aina vaadita, mutta käytetään monimutkaisiin liitoksiin tai paksuihin osiin jäännösjännityksen vähentämiseksi.
Se on otettava huomioon suunnittelussa siihen liittyvän lujuuden vähenemisen vuoksi. Teräksen taatut ominaisuudet PWHT:n jälkeen voivat poiketa sen -toimitustilasta.
Vältä kuumamuovausta, ellei sitä seuraa Täysi uudelleen-Q&T: Jos komponentin täytyy olla kuuma-muovattava, koko osa vaatii todennäköisesti täyden uudelleen-karkaisun ja karkaisun, mikä on tärkeä teollinen lämpökäsittelyprosessi.
Yhteenveto omaisuuden muutoksista
Hyödylliset vaikutukset (kun se tehdään oikein):
Oikea karkaisu (myllyllä) luo optimaalisen ominaisuusjoukon.
Oikea PWHT voi parantaa sitkeyttä ja lievittää haitallisia rasituksia jonkin verran vahvuuden kustannuksella.
Haitalliset vaikutukset (vältettävä/hallittava):
Hallitsemattomat hitsauksen lämpösyklit luovat pehmeitä ja/tai hauraita vyöhykkeitä HAZ:iin.
Excessive heat (>Ac1, ~720 astetta ) ilman myöhempää ohjattua jäähdytystä tuhoaa alkuperäisen lujan -mikrorakenteen, mikä johtaa vakavaan ominaisuuksien heikkenemiseen.
Pohjimmiltaan Q550D:n lämpökäsittely on kaksiteräinen-miekka. Tehtaan Q&T-prosessi antaa sille sen ylivoimaiset ominaisuudet, mutta myöhempää valmistuksen lämmitystä on valvottava huolellisesti, jotta nämä ominaisuudet eivät heikkene. Valmistuskoodit (kuten AWS D1.1) ja teräksen valmistajan ohjeet tarjoavat olennaiset toimenpiteet.