Tepelné zpracování Q550D ocel je zásadní pro dosažení jejích specifikovaných vlastností a následné tepelné zpracování je může výrazně změnit. Pochopení tohoto je klíčové pro výrobu a aplikaci.
Nejprve je důležité rozlišovat mezi:
Tepelné zpracování použité v ocelárně za účelem vytvoření materiálu Q550D „jak byl dodán“.
Tepelné zpracování po{0}}dodání (jako je odstranění pnutí nebo opětovné{1}}kalení) prováděné během výroby, které změní stav oceli.
1. Primární tepelné zpracování mlýnem (stav „jak{1}}dodáváno“)
Q550D je téměř výhradně dodáván v jedné ze dvou pokročilých podmínek zpracování:
A. Kalení a temperování (Q&T) - Nejběžnější
Toto je převládající metoda pro dosažení meze kluzu 550 MPa s dobrou houževnatostí.
Proces: Ocelový plech se zahřeje na svou austenitizační teplotu (~900 stupňů), poté se rychle ochladí (zchladí se vodou nebo sprejem), aby se vytvořila tvrdá, křehká martenzitická struktura. Následně je temperován (opětovně zahříván na 550-650 stupňů), aby se získal houževnatost a tažnost při zachování vysoké pevnosti.
Vliv na vlastnosti:
Vytváří základní vlastnosti Q550D: Dosahuje optimální rovnováhy vysoké pevnosti (550 MPa YS), dobré tažnosti (protažení větší nebo rovné 16 %) a vynikající houževnatosti při nízkých-teplotách (náraz -20 stupňů).
Vytváří stejnoměrnou, jemnozrnnou, temperovanou mikrostrukturu martenzitu nebo bainitu-.
Poskytuje nejlepší kombinaci vlastností pro kritické aplikace. Toto je zamýšlený stav pro ocel v jejím návrhu.
B. Tepelně-mechanicky řízený proces (TMCP) / TMCP+
Proces: Kombinuje řízené válcování (deformaci) při specifických teplotách se zrychleným chlazením. Může následovat mírné temperování.
Vliv na vlastnosti:
Dosahuje vysoké pevnosti zjemněním zrna a dislokačním kalením.
Obecně nabízí lepší svařitelnost než Q&T ocel stejné jakosti díky nižšímu uhlíkovému ekvivalentu (CEV).
Houževnatost může být velmi dobrá, ale mikrostruktura je méně jednotná než u Q&T. Vlastnosti jsou „uzamčeny“ řízeným válcováním a chlazením; následné zahřátí je může znehodnotit.
2. Účinky tepelného zpracování po-dodání (během výroby)
Jakékoli výrazné zahřátí Q550D po dodání změní jeho pečlivě navrženou mikrostrukturu. Účinky závisí na maximální teplotě (Tp) dosažené v tepelně-zasažené zóně (HAZ) nebo během zpracování celého-komponentu.
| Typ tepelného zpracování | Typická teplota Rozsah | Vliv na vlastnosti Q550D (ve vyhřívané zóně) | Důvod a důsledky |
|---|---|---|---|
| Svařování | Taví a vytváří širokou HAZ | Vytvoří gradient vlastností. HAZ v blízkosti svaru se může stát měkčí (nižší pevnost) nebo křehčí (nižší houževnatost) než základní kov a tvoří „slabý článek“. | Tepelný cyklus přes-temperuje nebo re{1}}austenitizuje a transformuje původní mikrostrukturu Q&T/TMCP. To je hlavní starost při výrobě. |
| Uvolnění stresu (P-tepelné zpracování po svařování - PWHT) | ~550-620 stupňů | Snižuje kluz a pevnost v tahu (může klesnout o 30-80 MPa), může mírně zlepšit houževnatost. | Dále temperuje martenzit/bainit, což způsobuje zhrubnutí zpevňujících karbidů. Design musí počítat s touto ztrátou pevnosti. |
| Tváření/ohýbání za tepla | >700 stupňů | Kompletně resetuje mikrostrukturu. Chlazení vzduchem-má za následek nízkou pevnost a houževnatost. Musí se znovu-uhasit a temperovat. | Ničí původní strukturu Q&T/TMCP a po ochlazení vytváří hrubou, slabou mikrostrukturu. |
| Lokální rovnání plamenů | Až do ~700-800 stupňů | Vytváří lokalizovanou měkkou zónu se sníženou pevností a proměnlivou houževnatostí. | Podobně jako u silného účinku HAZ. Vyžaduje pečlivý postup a případnou opravu. |
3. Klíčové úvahy a pokyny pro výrobce
Nepředpokládejte, že jej lze znovu-volně zahřívat:Na rozdíl od normalizovaných ocelí jsou vlastnosti Q550Dcitlivý na teplo-. Houževnatost třídy "D" po svařování je zaručena pouze při dodržení správných postupů.
Svařování je kritická operace:
Používejte svařování s nízkým{0}}tepelným příkonem: Upřednostňují se techniky, jako je svařování pod tavidlem (SAW) s temperovanými dráty nebo svařování plynovým kovovým obloukem (GMAW).
Přísná kontrola předehřátí a interpassu: Nezbytná k zabránění praskání za studena- způsobenému vodíkem (kvůli jeho vysoké prokalitelnosti).
Použijte odpovídající spotřební materiál s vysokou{0}}pevností: Elektrody/dráty musí být specifikovány pro oceli jakosti 550 MPa- (např. ER110S-G atd.).
Po-tepelném zpracování svařování (PWHT):
Není vždy nutné, ale používá se pro složité spoje nebo tlusté profily ke snížení zbytkového napětí.
Musí být zohledněno při návrhu kvůli souvisejícímu snížení pevnosti. Zaručené vlastnosti oceli po PWHT se mohou lišit od stavu -při dodání.
Vyhněte se tváření za tepla, pokud nebude následovat úplné přepracování{0}Otázky a odpovědi: Pokud musí být součást tvářená za tepla-, bude pravděpodobně celý díl vyžadovat úplné opětovné-kalení a temperování, což je hlavní proces průmyslového tepelného zpracování.
Přehled změn majetku
Příznivé účinky (při správném provedení):
Správné temperování (mlýn) vytváří optimální sadu vlastností.
Správná PWHT může zlepšit houževnatost a zmírnit škodlivé napětí za cenu určité pevnosti.
Škodlivé účinky (je třeba se vyvarovat/řídit):
Nekontrolované tepelné cykly svařování vytvářejí měkké a/nebo křehké zóny v HAZ.
Excessive heat (>Ac1, ~720 stupňů ) bez následného řízeného chlazení ničí původní mikrostrukturu s vysokou -pevností, což vede k vážné degradaci vlastností.
Tepelné zpracování Q550D je v podstatě dvousečný- meč. Proces Q&T mlýnu dává jeho vynikající vlastnosti, ale následné zahřívání výroby musí být pečlivě kontrolováno, aby nedošlo k narušení těchto vlastností. Základní postupy poskytují výrobní kódy (jako AWS D1.1) a pokyny výrobce oceli.