สถานะ-รีดร้อน (HR), Normalized (N) และเทอร์โม-กระบวนการควบคุมด้วยกลไก (TMCP)- แสดงถึงเส้นทางการประมวลผลที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานซึ่งส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน และด้วยเหตุนี้ จึงมีโปรไฟล์คุณสมบัติที่แตกต่างกันสำหรับเหล็กกล้า Q420B
นี่คือการวิเคราะห์เปรียบเทียบความแตกต่างหลัก:
ตารางสรุป: ความแตกต่างหลัก
| ด้าน | สถานะรีดร้อน (HR) | สถานะที่ทำให้เป็นมาตรฐาน (N) | รัฐทีเอ็มซีพี |
|---|---|---|---|
| เส้นทางการประมวลผล | รีดที่อุณหภูมิผิวสำเร็จสูง (~850-950 องศา ) จากนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศ | รีดร้อน- จากนั้นอุ่นอีกครั้งที่ ~900 องศา (Ac₃以上) และปล่อยให้อากาศ-เย็นลง | ควบคุมการหมุนอย่างแม่นยำในโซนที่ไม่-ตกผลึกซ้ำ (~750-850 องศา ) ตามด้วยการเร่งความเย็น (ACC) |
| โครงสร้างจุลภาคปฐมภูมิ | เฟอร์ไรต์หยาบ-เพิร์ลไลท์ ขนาดเกรนไม่สม่ำเสมอ- | เฟอร์ไรท์สม่ำเสมอและบริสุทธิ์-เพิร์ลไลท์ ธัญพืช Equiaxed | ส่วนประกอบ-เฟอร์ไรต์ละเอียดพิเศษ + เบนไนต์/มาร์เทนไซต์-ออสเทนไนต์ (M-A) โครงสร้างหลายเฟสที่ซับซ้อนและละเอียด |
| ขนาดเกรน | หยาบที่สุด (ASTM 6-8) | กลั่น (ASTM 8-10) | ดีที่สุด (ASTM 10-12 หรือดีกว่า) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (ReH) | ตรงตามมาตรฐานขั้นต่ำ ( มากกว่าหรือเท่ากับ 420 MPa) มักจะอยู่ใกล้จุดต่ำสุด | สูงกว่าและสม่ำเสมอกว่า HR เล็กน้อย | สูงสุด. มักจะมีค่าเกินค่าขั้นต่ำอย่างมาก (เช่น 460-500 MPa) ด้วยคุณสมบัติทางเคมีเดียวกัน |
| ความเหนียว (ผลกระทบ) | ต่ำสุด. ตรงตามมาตรฐาน ( มากกว่าหรือเท่ากับ 34J @ 20 องศา ) แต่มีระยะขอบน้อยกว่า | ดีที่สุดในบรรดาสามประเภทสำหรับเหล็กเฟอร์ไรต์-เพิร์ลไลท์ ความเหนียวที่ยอดเยี่ยมและสม่ำเสมอ | ดีเยี่ยมโดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ ขนาดเกรนละเอียดช่วยเพิ่ม-อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะแบบเหนียวได้อย่างมาก |
| ความสามารถในการเชื่อม | ต่ำสุด. เมล็ดหยาบใน HAZ มีแนวโน้มที่จะเติบโต | ดี. โครงสร้างมาตรฐานมีความเสถียร การเจริญเติบโตของเมล็ด HAZ มีจำกัด | ดีที่สุด. เทียบเท่าคาร์บอนต่ำ + เม็ดละเอียดพิเศษ-ส่งผลให้ได้ HAZ ที่ละเอียดและทนทาน พร้อมความไวต่อการแตกร้าวต่ำกว่า |
| ผ่าน-คุณสมบัติความหนา (ทิศทาง Z-) | แย่ลงเนื่องจากการแบ่งแยกเส้นกึ่งกลาง | ปรับปรุงเหนือ HR เนื่องจากการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน | ดีที่สุด. ACC ยับยั้งการแบ่งแยก ทำให้เกิดคุณสมบัติที่สม่ำเสมอ |
| กลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็งที่สำคัญ | สารละลายแข็ง + ขนาดเกรน (ฮอลล์-เพชร) | การปรับแต่งเกรนเป็นกลไกสำคัญ | เม็ดละเอียดพิเศษ- + ความคลาดเคลื่อน + การตกตะกอน + การเปลี่ยนเฟส ผลเสริมฤทธิ์กัน |
| ค่าใช้จ่ายและการสมัคร | ต้นทุนต่ำสุด. โครงสร้างทั่วไป | ต้นทุนที่สูงขึ้น (การรักษาความร้อนเพิ่มเติม) ใช้สำหรับแผ่นหนา ภาชนะรับความดัน ซึ่งความสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญ | Moderate cost (no reheat). Dominant for modern high-performance plates (>40 มม.) ในสะพาน นอกชายฝั่ง เรือ |
รายละเอียดรายละเอียด
1. สถานะรีดร้อน (HR)
โครงสร้างจุลภาค:มีลักษณะพิเศษคือเม็ดเฟอร์ไรต์เหลี่ยมหยาบและมีอาณานิคมของเพิร์ลไลต์ที่ขอบเกรน อุณหภูมิการเก็บขั้นสุดท้ายสูง ทำให้เมล็ดพืชเติบโตได้ในระหว่างการระบายความร้อนด้วยอากาศช้า โครงสร้างจุลภาคมักมีแถบสีเนื่องจากการแยกจากกัน
คุณสมบัติ:
ความแข็งแกร่ง:ความแข็งแกร่งขั้นพื้นฐานตรงตามมาตรฐานขั้นต่ำ มีความสม่ำเสมอน้อยกว่าผ่านความหนา
ความเหนียว:พลังงานกระแทกต่ำสุดและอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเปราะ (DBTT) ที่มีความเหนียวสูงสุด-เนื่องมาจากเกรนหยาบ
ข้อ จำกัด ของการสมัคร:ใช้สำหรับโครงสร้างทั่วไปที่มีความหนาปานกลางโดยความเหนียวสูงไม่สำคัญ
2. สถานะที่ทำให้เป็นมาตรฐาน (N)
โครงสร้างจุลภาค:การให้ความร้อนซ้ำ- (การทำให้เป็นมาตรฐาน) จะรีเซ็ตโครงสร้างจุลภาค จะผลิตเพิร์ลไลต์เฟอร์ไรต์ที่ละเอียด สม่ำเสมอ และเท่ากัน-โครงสร้าง- กระบวนการนี้จะขจัดแถบคาดและเกรนหยาบจากการรีดร้อน-
คุณสมบัติ:
ความแข็งแกร่ง:ดีและสม่ำเสมอมาก ความแข็งแรงของผลผลิตมีความน่าเชื่อถือ
ความเหนียว:ปรับปรุงสถานะ HR อย่างมีนัยสำคัญ โครงสร้างเกรนที่ละเอียดและสม่ำเสมอให้ความเหนียวในการรับแรงกระแทกที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิต่ำ นี่คือเส้นทางคลาสสิกเพื่อคุณภาพที่เชื่อถือได้
ข้อเสียเปรียบ:ใช้พลังงานมาก- (อุ่นทั้งจาน) ส่งผลให้มีต้นทุนสูงขึ้นและอาจเกิดความผิดเพี้ยนได้
3. สถานะการประมวลผลที่ควบคุมด้วยกลไก (TMCP) ของเทอร์โม-
โครงสร้างจุลภาค:นี่คือชัยชนะของโลหะวิทยาเชิงกายภาพ มันเกี่ยวข้องกับ:
ควบคุมการกลิ้ง:การเสียรูปอย่างมากในบริเวณอุณหภูมิต่ำ-และไม่-เกิดการตกผลึกซ้ำของออสเทนไนต์ ทำให้เกิดเกรนออสเทนไนต์ "แพนเค้ก" ที่เต็มไปด้วยแถบที่ผิดรูป
เร่งความเย็น (ACC):ทันทีหลังจากการรีด แผ่นจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยการฉีดน้ำ วิธีนี้จะแปลงออสเทนไนต์ที่เสียรูปให้เป็นโครงสร้างเม็ดเฟอร์ไรต์ละเอียดพิเศษ- โดยมักจะมีเฟสที่สองของแอคคิวลาร์เฟอร์ไรต์ เบนไนต์ หรือเพิร์ลไลต์ละเอียด
คุณสมบัติ:
ความแข็งแกร่ง: สูงสุด.การผสมผสานระหว่างการเสริมเกรนละเอียดพิเศษ- (Hall-Petch) การเสริมความคลาดเคลื่อน (จากการเสียรูป) และการเสริมการเปลี่ยนเฟสทำให้ TMCP Q420B มีความแข็งแรงสูงขึ้นโดยมีปริมาณคาร์บอนและโลหะผสมต่ำกว่าสถานะ HR หรือ N
ความเหนียว: ยอดเยี่ยมขนาดเกรนที่ละเอียดเป็นพิเศษ-จะช่วยลด DBTT ได้อย่างมาก โดยให้ความทนทานต่อแรงกระแทกต่ออุณหภูมิต่ำ-ที่เหนือกว่า ซึ่งมักจะเกินข้อกำหนดสำหรับเกรด Q420D หรือ E
ความสามารถในการเชื่อม: ซูพีเรียร์Ceq ที่ต่ำกว่า (เนื่องจากการพึ่งพาคาร์บอนเพื่อความแข็งแรงน้อยลง) และเกรนออสเทนไนต์ละเอียดก่อนการจำกัดการเจริญเติบโตของเกรน HAZ ส่งผลให้บริเวณรอยเชื่อมมีความแกร่งและต้านทานการแตกร้าวมากขึ้น-
ความสม่ำเสมอ:คุณสมบัติความหนาทะลุ-ดีเยี่ยมเนื่องจากการระงับการแยกโดย ACC
คู่มือความหมายทางวิศวกรรมและการเลือก
เลือก Q420B แบบรีดร้อน-สำหรับ:โครงสร้างคงที่ราคา-ละเอียดอ่อน ไม่สำคัญ- มีความหนาปานกลางในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นอันตราย
เลือก Normalized Q420B สำหรับ:การใช้งานที่สำคัญซึ่งต้องการความสม่ำเสมอสูงและความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในส่วนที่มีความหนา (เช่น ภาชนะรับความดัน ข้อมูลจำเพาะของสะพานแบบเก่า) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรหัสการผลิตกำหนดให้เหล็กมาตรฐาน
เลือก TMCP Q420B สำหรับ:โครงสร้างที่ทันสมัย-ประสิทธิภาพสูงซึ่งมีความแข็งแรงสูง -ความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยม และความสามารถในการเชื่อมที่เหนือกว่าเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง (เช่น แพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง อาคารสูง-ในเขตแผ่นดินไหว สะพาน-ช่วงยาวที่ทันสมัย เรือน้ำแข็ง-) เป็นตัวเลือกที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและมักจะประหยัดที่สุดสำหรับเพลตเกรดหนาและสูง-
โดยพื้นฐานแล้ว ความก้าวหน้าจาก HR ไปสู่ N ถึง TMCP แสดงถึงวิวัฒนาการจากกระบวนการขั้นพื้นฐานที่ประหยัด ไปสู่กลยุทธ์ทางโลหะวิทยาที่ซับซ้อน ซึ่งปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคในระดับอะตอม เพื่อให้ได้สมดุลที่เหนือกว่าของคุณสมบัติ ซึ่งไม่สามารถบรรลุได้ด้วยองค์ประกอบเพียงอย่างเดียว สำหรับ Q420B และเกรดที่สูงกว่า TMCP ได้กลายเป็นสถานะการส่งมอบ-ที่ต้องการของอุตสาหกรรมสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความต้องการสูง