Hvorfor lavkarbon bainittstål HQ785 brukes
Bainittstål med lavt karbon har blitt et standardvalg for tungt belastede strukturer fordi det gir høy styrke, god seighet og pålitelig sveisbarhet til en lavere legeringskostnad enn konvensjonelle bråkjølte og tempererte martensittiske kvaliteter. Et lavt karboninnhold holder karbonekvivalenten nede, noe som er det som gjør feltsveising praktisk, mens den bainitiske mikrostrukturen gir styrken som karbonet ellers ville gitt.
Klassen betegnet HQ785 har en spesifisert flytegrense på 785 MPa. Som andre bainitiske konstruksjonsstål, leveres det i varmebehandlet tilstand, og ytelsen avhenger av den nøyaktige kombinasjonen av austenitisering, kjøling og herding som møllen bruker. Fordi familien er relativt ung, forblir kontrollen av mikrostruktur og balansen mellom styrke og seighet de to punktene som prosessorer må håndtere mest nøye.
Varmebehandlingsrute for karakteren
Varmebehandlingsruten for karakteren er normalisering, bråkjøling og temperering. Normalisering avgrenser den som-smidde eller som-rullede strukturen og fjerner bånd. Bråkjøling fra austenitiseringstemperaturen produserer deretter transformasjonsproduktet som bærer styrken, og temperering lindrer bråkjølingsspenninger og justerer den endelige egenskapsbalansen. Den mest nyttige kontrollspaken etter bråkjøling er tempereringstemperaturen.
Forsøk rapportert for smidd lavkarbon-bainitisk stål av denne styrkeklassen brukte tempereringstemperaturer på 570 C, 600 C, 630 C og 660 C. Etter varmebehandling ble prøver maskinert og testet for strekkegenskaper, slagfasthet og metallografisk struktur slik at påvirkningen av anløpstemperaturen kunne isoleres fra alle andre variabler.
Effekt av tempereringstemperatur på styrke
| Tempereringstemperatur | Avkastningsrespons | Strekkstyrkerespons |
|---|---|---|
| 570 C til 630 C | Faller fra ca 995 MPa til ca 716 MPa | Faller fra ca 1077 MPa til ca 804 MPa |
| 660 C | Klar ytterligere reduksjon | Klar ytterligere reduksjon |
Trenden er monotonisk: ettersom tempereringstemperaturen stiger, synker både flytestyrke og strekkstyrke jevnt over 570 C til 630 C-vinduet, og fallet blir uttalt når temperaturen når 660 C. Den praktiske konsekvensen er at en mølle eller produsent som ønsker en målt margin over 785 MPa, bør temperere et endevindu som er lavere, mens stoffet skal tempereres ved minimum endevinduet. hvem som ønsker den beste lavtemperaturseigheten og den enkleste bearbeidingen bør temperere mot den øvre enden og deretter kontrollere at styrken fortsatt tilfredsstiller designsaken.
Enhver endring av tempereringstemperaturen krever derfor mekanisk re-testing. Tempereringstemperatur er ikke en kosmetisk parameter for denne karakteren; det flytter produktet fra en styrkeklasse til en annen.
Effekt på forlengelse og slagfasthet
Forlengelsen påvirkes ikke sterkt av tempereringstemperaturen i det testede vinduet, men øker gradvis etter hvert som temperaturen stiger. Slagfasthet viser en klarere og mer nyttig respons: absorbert energi øker når tempereringstemperaturen øker, noe som er akkurat den handelen som gjør de høyere tempereringstemperaturene attraktive for strukturer som ser dynamisk belastning eller lave omgivelsestemperaturer.
Den praktiske utviklingsoppgaven for denne klassen er derfor å finne tempereringstemperaturen som holder flytestyrken trygt over det spesifiserte minimumet samtidig som den presser seigheten så høyt som applikasjonen tillater. For kaldt klimakonstruksjoner og for sveisede skjøter som vil bli belastet under drift, er den øvre delen av det testede vinduet normalt det beste utgangspunktet.
Prosesskontrollpunkter for Bainitisk stålrør og plate
Registrer austenitiseringstemperaturen, holdetiden og kjølehastigheten for hver ladning, fordi start- og slutttemperaturene for bainitisk transformasjon avhenger av kjølehastigheten.
Bekreft at bråkjølingen faktisk produserte det tiltenkte transformasjonsproduktet ved metallografisk undersøkelse i stedet for ved hardhet alene.
Hold tempereringstemperaturen innenfor et smalt bånd og logg ovnens ladning; en liten oversving på toppen av vinduet koster mye flytegrense.
Test mekaniske egenskaper på prøver tatt fra samme varmebehandlingsladning og, der produktet er et rør eller en sveiset sammenstilling, fra både basismetallet og den varmepåvirkede sonen.
Sjekk flathet og dimensjonsstabilitet etter herding, siden avlastning av bråkjølingsspenning kan flytte en lang komponent.
Hold sveiseprosedyren kvalifisert med et varmetilførselsområde som samsvarer med produksjonen, fordi varmepåvirkede soner av bainitisk stål er følsomme for overdreven varmetilførsel.
FAQ
Spørsmål: Hva er den spesifiserte flytegrensen til HQ785?
Klassebetegnelsen indikerer en spesifisert minimum flytegrense på 785 MPa, som plasserer den i strukturklassen med høy styrke samtidig som den forblir sveisbar på grunn av det lave karboninnholdet.
Spørsmål: Hvordan endrer anløpstemperaturen styrken til stålet?
Heving av tempereringstemperaturen senker både flytegrense og strekkfasthet. I rapporterte forsøk falt flytegrensen fra ca. 995 MPa til ca. 716 MPa og strekkfastheten fra ca. 1077 MPa til ca. 804 MPa mellom 570 C og 630 C, med et mye større fall ved 660 C.
Spørsmål: Reduserer høyere tempereringstemperatur seighet?
Nei. Slagseigheten og forlengelsen forbedres etter hvert som tempereringstemperaturen øker, og det er grunnen til at de høyere tempereringstemperaturene velges når seighet ved lav temperatur er det styrende kravet.
Spørsmål: Hvorfor er normalisering inkludert før quenching?
Normalisering avgrenser den som-smidde eller som-rullede strukturen og reduserer segregering, slik at den påfølgende bråkjølingen produserer et mer enhetlig transformasjonsprodukt og et mer forutsigbart resultat.
Spørsmål: Kan egenskapene justeres etter levering?
De kan, men bare ved en fullstendig re-varmebehandling etterfulgt av ny mekanisk testing. Om-tempering alene er bare akseptabelt hvis den resulterende styrken og seigheten på nytt-verifiseres mot designkravet.
Spørsmål: Hva bør kontrolleres på fabrikksertifikatet?
Varmebehandlingstilstanden, tempereringstemperaturområdet, flyte- og strekkstyrkeresultatene, forlengelses- og slagverdiene og den metallografiske beskrivelsen av mikrostrukturen.
