Proč se používá nízkouhlíková bainitová ocel HQ785
Nízkouhlíková bainitová ocel se stala standardní volbou pro silně zatížené konstrukce, protože poskytuje vysokou pevnost, dobrou houževnatost a spolehlivou svařitelnost při nižší ceně slitiny než běžné kalené a temperované martenzitické třídy. Nízký obsah uhlíku udržuje uhlíkový ekvivalent na nízké úrovni, díky čemuž je svařování v terénu praktické, zatímco bainitická mikrostruktura dodává pevnost, kterou by jinak poskytl uhlík.
Třída označená jako HQ785 má specifikovanou mez kluzu 785 MPa. Stejně jako ostatní bainitické konstrukční oceli je dodávána v tepelně zpracovaném stavu a její výkon závisí na přesné kombinaci austenitizace, chlazení a popouštění, kterou mlýn používá. Protože je rodina poměrně mladá, kontrola mikrostruktury a rovnováha mezi pevností a houževnatostí zůstávají dvěma body, které musí zpracovatelé řídit nejpečlivěji.
Cesta tepelného zpracování pro daný stupeň
Způsob tepelného zpracování pro jakost je normalizace, kalení a popouštění. Normalizace zpřesňuje strukturu jako -kovanou nebo jako{2}}rolovanou a odstraňuje pruhování. Kalením z austenitizační teploty pak vzniká transformační produkt, který nese pevnost, a popouštění zmírňuje kalicí napětí a upravuje výslednou rovnováhu vlastností. Jedinou nejužitečnější ovládací pákou po kalení je teplota temperování.
Zkoušky uváděné pro kovanou nízkouhlíkovou bainitickou ocel této třídy pevnosti používaly popouštěcí teploty 570 C, 600 C, 630 C a 660 C. Po tepelném zpracování byly vzorky opracovány a testovány na tahové vlastnosti, rázovou houževnatost a metalografickou strukturu, aby bylo možné izolovat vliv popouštěcí teploty od všech ostatních proměnných.
Vliv popouštěcí teploty na pevnost
| Temperovací teplota | Odezva meze kluzu | Pevnostní odezva v tahu |
|---|---|---|
| 570 až 630 °C | Klesá z asi 995 MPa na asi 716 MPa | Klesá z asi 1077 MPa na asi 804 MPa |
| 660 C | Jasné další snížení | Jasné další snížení |
Trend je monotónní: jak teplota popouštění stoupá, jak mez kluzu, tak i pevnost v tahu v okně 570 C až 630 C neustále klesají a pokles je výrazný, jakmile teplota dosáhne 660 C. Praktickým důsledkem je, že válcovna nebo zpracovatel, který chce naměřenou marži nad minimální mezí kluzu 785 MPa, by měl temperovat na spodním konci testovaného okna, kdežto výrobce by měl mít nejlepší odolnost vůči horní teplotě a měl by mít nejlepší teplotu. konec a poté zkontrolujte, zda pevnost stále odpovídá návrhovému případu.
Jakákoli změna teploty temperování proto vyžaduje opětovné mechanické{0}}testování. Temperovací teplota není u této třídy kosmetickým parametrem; posouvá produkt z jedné třídy pevnosti do druhé.
Vliv na prodloužení a rázovou houževnatost
Tažnost není silně ovlivněna teplotou popouštění v testovaném okně, ale postupně se zvyšuje s rostoucí teplotou. Rázová houževnatost vykazuje jasnější a užitečnější odezvu: absorbovaná energie roste se zvyšující se teplotou popouštění, což je přesně ten obor, který činí vyšší teploty popouštění přitažlivými pro konstrukce s dynamickým zatížením nebo nízkými provozními teplotami okolí.
Praktickým vývojovým úkolem pro tuto třídu je proto najít popouštěcí teplotu, která udrží mez kluzu bezpečně nad stanoveným minimem a zároveň posouvá houževnatost tak vysoko, jak to aplikace umožňuje. Pro konstrukce se studeným klimatem a pro svarové spoje, které budou namáhány v provozu, je obvykle lepším výchozím bodem horní část testovaného okna.
Procesní kontrolní body pro trubky a plechy z bainitické oceli
Zaznamenejte teplotu austenitizace, dobu zdržení a rychlost chlazení pro každou dávku, protože počáteční a koncová teplota bainitické transformace závisí na rychlosti chlazení.
Ověřte, že zhášení skutečně produkovalo zamýšlený transformační produkt metalografickým zkoumáním spíše než samotnou tvrdostí.
Udržujte teplotu temperování v úzkém pásmu a zaznamenejte náplň pece; malý přesah v horní části okna stojí velké množství meze kluzu.
Otestujte mechanické vlastnosti na vzorcích odebraných ze stejné vsázky tepelného zpracování, a pokud je produktem trubka nebo svařovaná sestava, jak z obecného kovu, tak z tepelně ovlivněné zóny.
Po temperování zkontrolujte rovinnost a rozměrovou stálost, protože uvolnění kalícího napětí může posunout dlouhou součást.
Udržujte proces svařování kvalifikovaný s rozsahem tepelného příkonu, který odpovídá výrobě, protože tepelně ovlivněné oblasti bainitické oceli jsou citlivé na nadměrný tepelný příkon.
FAQ
Otázka: Jaká je specifikovaná mez kluzu HQ785?
Označení jakosti udává specifikovanou minimální mez kluzu 785 MPa, což jej řadí do vysoce pevnostní konstrukční třídy, přičemž zůstává svařitelné díky nízkému obsahu uhlíku.
Otázka: Jak teplota popouštění mění pevnost oceli?
Zvýšení teploty popouštění snižuje jak mez kluzu, tak pevnost v tahu. V uvedených zkouškách poklesla mez kluzu z přibližně 995 MPa na přibližně 716 MPa a pevnost v tahu z přibližně 1077 MPa na přibližně 804 MPa mezi 570 C a 630 C, s mnohem větším poklesem při 660 C.
Otázka: Snižuje vyšší teplota popouštění houževnatost?
Ne. Rázová houževnatost i tažnost se zlepšují s rostoucí teplotou popouštění, a proto se volí vyšší popouštěcí teploty, když je hlavním požadavkem houževnatost při nízkých teplotách.
Otázka: Proč je před kalením zahrnuta normalizace?
Normalizace zjemňuje -kovanou nebo jako{1}} válcovanou strukturu a snižuje segregaci, takže následné kalení vytváří jednotnější transformační produkt a předvídatelnější výsledek.
Otázka: Mohou být vlastnosti upraveny po dodání?
Mohou, ale pouze po úplném opětovném{0}tepelném zpracování, po kterém následuje nové mechanické testování. Samotné temperování je přijatelné pouze v případě, že výsledná pevnost a houževnatost jsou znovu{3}}ověřeny podle požadavků návrhu.
Otázka: Co by se mělo zkontrolovat na certifikátu mlýna?
Podmínky tepelného zpracování, rozsah teplot popouštění, výsledky meze kluzu a pevnosti v tahu, hodnoty prodloužení a rázové houževnatosti a metalografický popis mikrostruktury.
