כיצד ניתן להפחית את תכולת הפחמן של פלדה Q345 תוך שמירה על כוחו?

כיצד ניתן להפחית את תכולת הפחמן של פלדה Q345 תוך שמירה על כוחו?
המפתח להפחתת תכולת הפחמן תוך שמירה על חוזק פלדת Q345 (חוזק התשואה הגדול או שווה ל 345 מגה -בתים) הוא להחליף את השפעת חיזוק הפתרונות המוצקה של הפחמן ב"מנגנוני חיזוק אחרים ". באמצעות הסינרגיה של אלמנטים של סגסוגת ואופטימיזציה של תהליכים, ניתן להשיג הפחתת פחמן מבלי להפחית את הכוח ". ניתן להשיג זאת באמצעות ארבע הגישות הטכניות הבאות, שכולן חייבות לעמוד בדרישות הרכוש המכני של Q345 שצוינו ב- GB/T 1591-2018:
1. חיזוק השפעת חיזוק הפתרון המוצק של המנגן (MN) כדי להחליף חלקית את תרומת הכוח של הפחמן.
מנגן הוא האלמנט הכי סגסוגת הליבה ב- Q345. השפעת חיזוק הפתרונות המוצקה שלה היא משמעותית, והשפעתו השלילית על יכולת הריתוך היא הרבה פחות מזו של הפחמן, מה שהופך אותו ל"מרכיב החלפה מועדף "להפחתת פחמן.
עקרון: מנגן מומס בפריט מגדיל משמעותית את עיוות הסריג ומשפר את ההתנגדות לתנועת הניתוק, ובכך מגדיל את חוזק התשואה (כל עלייה של 0.1% ב- MN מגדילה את חוזק התשואה בכ- 5-8 MPa). פתרון מעשי: כאשר תכולת הפחמן יורדת מ- 0.20% ל- 0.16% (ירידה של 0.04%), ניתן להגדיל את תוכן ה- MN מ- 1.30% ל- 1.50% (עדיין בטווח הסטנדרטי של 1.00-1.60%). חיזוק MN זה מפצה על אובדן החוזק הנגרם כתוצאה מהפחתת הפחמן (אובדן החוזק מ- 0.04% פחמן הוא בערך 20-30 מגה-פ"ס, ואילו עלייה של 0.2% MN יכולה לפצות על 10-16 מגפ"ס, שניתן לאזן עם מדדים אחרים).
יתרונות: MN נמוך - עלות וזמינה בקלות. יתר על כן, עלייה מתונה ב- MN (פחות או שווה ל 1.60%) אינה מגבירה משמעותית את נטיית ההתקשות הריתוך (שלא כמו פחמן), ויש לה השפעה מינימלית על יכולת הריתוך.
שנית, הוספת אלמנטים של מיקרו -סגסוגת (V/TI/NB) משיגה חיזוק כפול באמצעות "חיזוק משקעים + עידון תבואה."
אלמנטים של מיקרו -סגסוגת (V, TI ו- NB) הם תוספי חיזוק מפתח במהלך הפחתת הפחמן. הם משפרים את הכוח באמצעות שני מנגנונים, ללא תלות בתכולת הפחמן:
חיזוק משקעים: V, TI ו- NB מגיבים עם פחמן וחנקן בפלדה ליצירת פחמימות ננומטריות (כמו VC, TIN ו- NBC). אלה משקעים תנועת ניתוק סיכה, ומגדילים משמעותית את חוזק התשואה (כל 0.01% V/NB תוספת מגדילה את החוזק ב -5-10 מגה-בתים).
לדוגמה, הוספת 0.05% NB תורמת כ- 30-50 מגפ"ס של חוזק, יותר מקיזוז אובדן החוזק (כ- 25-35 MPa) הקשורים להפחתת תכולת הפחמן מ- 0.20% ל- 0.15%.
חידוד תבואה: Ti ו- Nb מעכבים את צמיחת התבואה של אוסטניט (למשל, חלקיקי פח מצמידים גבולות תבואה), וכתוצאה מכך מבנה תבואה עדין יותר לאחר הגלגול (הפחתת גודל התבואה מ- 8 עד 10). על פי הקשר של האולם - עמוד, עידון גודל התבואה משפר הן את הכוח והן את הקשיחות (חציית קוטר התבואה מגדילה את חוזק התשואה בכ- 20%).
לדוגמה, עידון תבואה עם TI (0.02-0.05%) מאפשר לפלדה לשמור על חוזק התשואה מעל 350 MPa גם כאשר תכולת הפחמן מצטמצמת ל -0.14%.
נקודות בקרת מפתח: יש לשמור על אלמנטים של מיקרו -סגסוגת בגבולות העליונים שצוינו (V פחות או שווה ל 0.15%, TI פחות או שווה ל 0.20%, NB פחות או שווה ל 0.06%) כדי להימנע מכמויות מוגזמות שיכולות להפחית את הקשיחות או להגדיל את העלויות.