Apakah kesan teknologi microalloying terhadap kebolehkerjaan keluli Q345?
Teknologi microalloying (elemen teras adalah NB, Ti, dan V, dengan beberapa jumlah jejak B) mempunyai kesan ganda ke atas kebolehkalasan keluli Q345: sambil meningkatkan kebolehkalasan melalui "pengurangan karbon tidak langsung + penghalusan bijirin," ia juga boleh meningkatkan risiko kimpalan kerana sifat -sifat yang sedia ada unsur -unsur yang tidak dapat dikawal oleh unsur -unsur. Kesan microalloying memerlukan penilaian komprehensif terhadap jenis elemen dan kandungan, serta proses kimpalan (contohnya, kitaran haba dan kadar penyejukan). Khususnya, ia dapat diterokai dari perspektif berikut:
1. Kesan positif: Meningkatkan kebolehkerjaan melalui "pengurangan karbon + pengoptimuman mikrostruktur"
Salah satu manfaat utama microalloying ialah ia membolehkan pengurangan kandungan karbon Q345 (dari tradisional 0.20% hingga 0.12-0.16%), sambil mengimbangi kehilangan kekuatan melalui pengukuhan hujan dan penghalusan bijirin. Karbon adalah elemen utama yang merendahkan kebolehkalasan, jadi "penggantian pengurangan karbon" ini secara asasnya meningkatkan kebolehkalasan. Khususnya, ia menunjukkan:
1. Mengurangkan kerentanan keretakan sejuk kimpalan (kelebihan teras)
Keretakan sejuk kimpalan pada dasarnya adalah gabungan "mikrostruktur yang keras + hidrogen - teraruh retak + tekanan kimpalan." Microalloying mengurangkan risiko ini dalam dua cara:
Mengurangkan mikrostruktur yang keras: Mengurangkan kandungan karbon dengan ketara mengurangkan kecenderungan haba - zon yang terjejas (HAZ) untuk membentuk mikrostruktur yang keras dan rapuh seperti martensit (m) dan bainit (b) Pearlite (P). Sebagai contoh, apabila kandungan karbon turun dari 0.20% hingga 0.15%, kekerasan maksimum HAZ dapat dikurangkan dari 320 HV hingga 260 HV (jauh di bawah ambang sensitiviti retak sejuk sebanyak 280 HV).
Menghalang penyebaran dan pengumpulan hidrogen: Ti dan Nb menggabungkan dengan hidrogen dalam keluli (hidrogen yang boleh diserap yang diserap semasa kimpalan) untuk membentuk hidrida yang stabil (seperti TIH₂ dan NBH), mengurangkan penyebaran hidrogen bebas ke zon kepekatan HAZ}. Dalam praktiknya, kandungan hidrogen yang tersebar dari sendi dikimpal Q345 yang mengandungi Ti boleh dikawal di bawah 5 ml/100 g (tidak ada risiko pelengkap hidrogen).
2. Memperbaiki saiz bijian haba - zon yang terjejas (HAZ) dan meningkatkan ketangguhan bersama.
Suhu yang tinggi (1300 - 1500 darjah) semasa kimpalan menyebabkan bijirin asal bahan asas berkembang pesat (terutamanya dalam "kasar" HAZ), mengakibatkan penurunan tajam dalam ketangguhan (contohnya, tenaga impak pada -40 darjah jatuh dari 50J ke kurang daripada 20J). Unsur -unsur microalloying menghalang pertumbuhan bijirin dengan "menyematkan" sempadan bijian.
Peranan Ti: Ti dan nitrogen membentuk nanopartikel timah (yang mempunyai titik lebur sehingga 2950 darjah dan tidak larut pada suhu kimpalan yang tinggi). Zarah-zarah ini bertindak seperti "kuku" yang menyematkan sempadan bijirin austenit, menghalang penghijrahan sempadan bijian dan menyempurnakan saiz bijian dalam haz kasar - dari 100- 200μm hingga 30-50μm. Fungsi NB: NB sebahagiannya larut dalam austenit pada suhu tinggi dan mencetuskan sebagai NBC pada sempadan bijian dan dislokasi semasa penyejukan, lebih menghalang pertumbuhan bijirin dan mendorong pemendakan ferit halus.
Pada akhirnya, ketahanan HAZ dari sendi dikimpal Q345 yang dikimpal boleh ditingkatkan sebanyak 30% - 50% (misalnya, AKV pada -40 darjah meningkat dari 35J hingga lebih dari 50J), memenuhi keperluan struktur kimpalan suhu rendah (seperti jentera pembinaan dan jambatan).
3. Mengurangkan keliangan kimpalan dan kecacatan kemasukan
Kesan desulfurisasi Ti: Ti menggabungkan dengan sulfur dalam keluli untuk membentuk TIS (titik lebur 1150 darjah, jauh lebih tinggi daripada 1100 darjah MNS). Tis₂ adalah sfera (bukannya jalur - seperti bentuk Mns), menjadikannya kurang berkemungkinan untuk membentuk "jalur - seperti inklusi" di kolam kimpalan, dengan itu mengurangkan kecacatan pembentukan kimpalan.
Kesan pemurnian Nb/V: Nb dan V boleh menyerap oksigen dan nitrogen dalam keluli untuk membentuk karbonitrida/oksida halus, mencegah gas -gas ini dari precipitating dan membentuk liang (seperti liang nitrogen dan liang hidrogen) semasa penyejukan kimpalan.