Hvað hefur kolefnisinnihald áhrif á suðuhæfni Q345 stál?
Kolefni (C) er lykilnæmur þáttur sem hefur áhrif á suðuhæfni Q345 stáls. Innihald þess ákvarðar beinlínis sprunguáhættu, hörku í liðum og flækjum við suðu, með mun meiri áhrif en aðrir þættir (svo sem Mn, P og S). Nánar tiltekið birtast áhrif kolefnisinnihalds á suðuhæfni Q345 stálsins fyrst og fremst í eftirfarandi þremur lykilþáttum, sem sýna veruleg „skammtaáhrif“ (því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því meira er áberandi neikvæð áhrif):
1.
Kalt sprunga (sprungur sem eiga sér stað við kælingu eftir suðu, sem oft eiga sér stað í hitanum - sem hefur áhrif á svæði eða suðu rót) er mikilvægasta málið sem þarf að forðast í Q345 suðu og kolefni er aðal orsök kalds sprunga:
Herðandi tilhneiging: Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því meiri er herðleiki stálsins. Meðan á suðu stóð, gengst hitinn - sem hefur áhrif á svæði (HAZ) hátt - hitastig austenitization fylgt eftir með skjótum kælingu, sem getur auðveldlega myndað harða og brothætt uppbyggingu martensít (með hörku yfir 350 HV). Þetta leiðir til mikillar minnkunar á hörku á þessu svæði og getur beint valdið sprungum vegna leifar álags.
Til dæmis, ef kolefnisinnihald Q345 eykst úr 0,16% í 0,20% (nálægt venjulegu efri mörkum), getur innihald martensít í HAZ aukist um rúmlega 30% og aukið hættuna á kulda sprungu um 2-3 sinnum.
Hydrogen-induced cracking: Carbon combines with diffusible hydrogen in the weld to form gases such as CH₄, which accumulate at the grain boundaries between the weld metal and the HAZ. When the hydrogen concentration exceeds a critical value (typically >5 ml/100 g), það bregst við með afgangsálagi til að valda sprungum. Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því sterkari er „vetnisáhrif“ og því meiri næmi sprungunnar. Þess vegna kveður GB/T 1591 - 2018 stranglega að kolefnisinnihald Q345 verður að vera minna en eða jafnt og 0,20% (þykkt minni en eða jafnt og 60mm). Í meginatriðum miðar þetta að því að halda hættu á kulda sprungu innan viðunandi sviðs með því að stjórna kolefni. Ef kolefnisinnihaldið fer yfir 0,20%, jafnvel með forhitun (150-250 gráðu) og eftirhitun (250 gráðu í 2 klukkustundir), er erfitt að forðast sprunga alveg.
II. Aukið kolefnisinnihald dregur verulega úr hörku soðinna liða.
Grunnkröfan fyrir Q345 suðu er „samsvarandi sameiginlegum eiginleikum við grunnmálminn“ (sérstaklega lágt - hitastig) og kolefnisinnihald skiptir sköpum fyrir að trufla þetta jafnvægi:
Weld metal toughness: During welding, carbon in the wire/electrode transfers to the molten pool. If the base metal carbon content is too high (e.g., >0,18%), mun jafngildi suðumálms kolefnis (CEQ) fara yfir staðalinn, sem leiðir til myndunar netkirkju í suðu smíði og dregur úr áhrifum orku frásogs (AKV). Mæld gögn sýna að þegar kolefnisinnihald Q345 grunnmálm eykst úr 0,14% í 0,20% getur AKV gildi suðu með -20 gráðu lækkað úr 50J í undir 30J (undir stöðluðu kröfunni 34J), sem hefur bein áhrif á burðarvirki.
Hiti - sem hefur áhrif á svæði (HAZ) Touguna: Hærra kolefnisinnihald eykur Haz korns grófun (kolefni stuðlar að kornvexti austeníts við hátt hitastig) og eykur hlutfall harða og brothættra mannvirkja eins og martensít og bainít, sem leiðir til hörku á þessu svæði 30% - 50% en af grunnmálminum. Til dæmis, eftir suðu Q345 með kolefnisinnihald, 0,20%, getur AKV gildi HAZ verið minna en 20J, ekki uppfyllt kröfur um E -gráðu stál.
3. Kolefnisinnihald ákvarðar flækjustig suðuferla
Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því strangara ferli sem þarf fyrir Q345 suðu, sem eykur beinlínis erfiðleika og kostnað við ferlið:
Forhitunarhitastig: Q345 með kolefnisinnihald 0,14% - 0,16% (þunn plata, minna en eða jafnt og 16mm) er hægt að soðið við stofuhita (engin forhitun krafist). Ef kolefnisinnihaldið hækkar í 0,18%-0,20%verður jafnvel að forhita 12 mm þykkar plötur í 80-120 gráðu (forhitun í yfir 150 gráðu í lághita umhverfi) til að forðast sprungu.
Heat Input Control: When welding high-carbon Q345 (>0,18%) verður að takmarka hitainntak (suðustraum × spennu / hraði) stranglega við 15 - 30 kJ / cm. Óhófleg hitainntak mun leiða til gróft HAZ korn, en of lágt hitainntak mun leiða til skjótrar kælingar, sem getur auðveldlega leitt til myndunar martensite. Fyrir lág kolefnis Q345 (<0.16%), the heat input range can be expanded to 10-40 kJ/cm, offering greater process adaptability.
Post - suðumeðferð: High - kolefni Q345 verður að gangast undir streituléttir (hald á 600 - 650 gráðu) eftir suðu. Annars getur leifar streita og hertu uppbyggingin sameinast til að valda seinkuðum sprungum. Hins vegar, fyrir lág kolefnis Q345 (td 0,14%), er þó hægt að sleppa þessu skrefi þegar suðuþunnar plötur eru, spara tíma. Yfirlit: Áhrif kolefnisinnihalds á Q345 suðuhæfni
Kolefnisinnihald er aðal stjórnandi þátturinn í Q345 suðuhæfni og hægt er að mæla áhrif þess með „mikilvægum þröskuld“:
Öruggt svið (C minna en eða jafnt og 0,16%): Framúrskarandi suðuhæfni, lítil hætta á köldu sprungu, hefðbundnum ferlum (engin ströng forhitun krafist) og samsvörun í liðum> 90%;
Áhættusvið (0,16% Danger Range (C > 0.20%): Extremely poor weldability, with significant cold cracking and insufficient toughness. Even with specialized processes, joint reliability is difficult to guarantee, and the weld does not meet Q345 standard requirements. Therefore, in actual welding, Q345 with a lower carbon content (such as C=0.14%-0.16% marked in the material list) should be given priority. Especially for low-temperature environments (below -20°C) or thick plate (>20mm) mannvirki, lítill munur á kolefnisinnihaldi (svo sem 0,02%) getur beint ákvarðað árangur eða bilun suðu.