El tractament tèrmic de Q550D l'acer és fonamental per assolir les seves propietats especificades, i els tractaments tèrmics posteriors poden alterar-les significativament. Entendre això és crucial per a la fabricació i l'aplicació.
En primer lloc, és important distingir entre:
El tractament tèrmic aplicat per la fàbrica d'acer per crear el material Q550D "tal com -se subministra".
Els tractaments tèrmics posteriors a l'-entrega (com ara l'alleujament de l'estrès o el re-espatllament) realitzats durant la fabricació, que canviaran l'estat de l'acer.
1. Tractament tèrmic primari al molí (condició "tal com-subministrat")
Q550D es subministra gairebé exclusivament en una de les dues condicions de processament avançades:
A. Temprament i temperat (Q&T) - Més comú
Aquest és el mètode predominant per assolir la força elàstica de 550 MPa amb una bona tenacitat.
Procés: la placa d'acer s'escalfa a la seva temperatura d'austenització (~ 900 graus), després es refreda ràpidament (s'apaga amb aigua o esprai) per formar una estructura martensítica dura i trencadissa. Posteriorment es tempera (reescalfa a 550-650 graus) per impartir duresa i ductilitat mentre conserva una gran resistència.
Efecte sobre les propietats:
Crea les propietats bàsiques del Q550D: aconsegueix l'equilibri òptim d'alta resistència (550 MPa YS), bona ductilitat (més o igual al 16% d'allargament) i excel·lent resistència a baixa -temperatura (impacte de -20 graus).
Produeix una microestructura de martensita o bainita temperada-uniforme i de gra fi.
Proporciona la millor combinació de propietats per a aplicacions crítiques. Aquest és l'estat previst per a l'acer en el seu disseny.
B. Procés termo-controlat mecànicament (TMCP) / TMCP+
Procés: combina laminació controlada (deformació) a temperatures específiques amb refredament accelerat. Pot anar seguit d'un temperat lleuger.
Efecte sobre les propietats:
Aconsegueix una alta resistència mitjançant el refinament del gra i l'enduriment per dislocació.
Generalment ofereix una millor soldabilitat que l'acer Q&T del mateix grau a causa d'un menor equivalent de carboni (CEV).
La duresa pot ser molt bona, però la microestructura és menys uniforme que en Q&T. Les propietats estan "bloquejades" per la rodadura i refrigeració controlades; l'escalfament posterior els pot degradar.
2. Efectes dels tractaments tèrmics posteriors al-entrega (durant la fabricació)
Qualsevol escalfament important de Q550D després del lliurament alterarà la seva microestructura acuradament dissenyada. Els efectes depenen de la temperatura màxima (Tp) aconseguida a la-zona afectada per la calor (HAZ) o durant el tractament-de components complets.
| Tipus de tractament tèrmic | Temp. típica. Interval | Efecte sobre les propietats del Q550D (a la zona escalfada) | Raó i implicació |
|---|---|---|---|
| Soldadura | Es fon i crea una HAZ àmplia | Crea un gradient de propietats. La HAZ prop de la soldadura pot tornar-se més suau (menor resistència) o més trencadissa (menor duresa) que el metall base, formant l'"enllaç feble". | El cicle tèrmic sobre-tempera o re-austenita i transforma la microestructura original de Q&T/TMCP. Aquesta és la principal preocupació en la fabricació. |
| Alleujament de l'estrès (tractament tèrmic posterior a la-soldadura - PWHT) | ~ 550-620 graus | Redueix el rendiment i la resistència a la tracció (pot baixar de 30 a 80 MPa), pot millorar lleugerament la tenacitat. | Tempra encara més la martensita/bainite, provocant un engrossiment dels carburs de reforç. El disseny ha de tenir en compte aquesta pèrdua de força. |
| Formació/flexió en calent | >700 graus | Restableix completament la microestructura. Si l'aire-es refreda, es tradueix en poca resistència i duresa. S'ha de re-apagar i temperar. | Destrueix l'estructura Q&T/TMCP original, formant una microestructura gruixuda i feble en refredar-se. |
| Allisament local de la flama | Fins a ~700-800 graus | Crea una zona suau localitzada amb força reduïda i tenacitat variable. | Similar a un efecte HAZ sever. Requereix un procediment acurat i una possible reparació. |
3. Consideracions i directrius clau per als fabricants
NO suposeu que es pot tornar-escalfar lliurement:A diferència dels acers normalitzats, les propietats del Q550D sónsensible a la calor{0}. La duresa del grau "D" després de la soldadura només es garanteix si es segueixen els procediments correctes.
La soldadura és l'operació crítica:
Utilitzeu soldadura de baixa -entrada de calor: es prefereixen tècniques com la soldadura per arc submergit (SAW) amb filferros temperats o la soldadura per arc de metall gas (GMAW).
Control estricte de preescalfament i interpasses: essencial per evitar l'esquerdament per fred induït per l'hidrogen-(a causa de la seva alta enduriment).
Utilitzeu consumibles d'alta resistència-compatibles: s'han d'especificar els elèctrodes/fills per a acers de grau 550 MPa- (p. ex., ER110S-G, etc.).
Tractament tèrmic post-soldadura (PWHT):
No sempre és necessari, però s'utilitza per a juntes complexes o seccions gruixudes per reduir les tensions residuals.
S'ha de tenir en compte en el disseny a causa de la reducció de resistència associada. Les propietats garantides de l'acer després del PWHT poden diferir de l'estat-de lliurament.
Eviteu la formació en calent tret que sigui seguida d'una re-Q&T completa: si el component s'ha de-formar en calent, és probable que tota la peça requereixi un re-reveniment i tremp complet, que és un procés de tractament tèrmic industrial important.
Resum de canvis a la propietat
Efectes beneficiosos (quan es fa correctament):
Un temperat adequat (per molí) crea el conjunt de propietats òptim.
Un PWHT adequat pot millorar la duresa i alleujar les tensions nocives, a costa d'una mica de força.
Efectes perjudicials (cal evitar/gestionar):
Els cicles tèrmics de soldadura incontrolats creen zones suaus i/o trencadisses a la ZAC.
Excessive heat (>Ac1, ~720 graus ) sense un refredament controlat posterior destrueix la microestructura original d'alta -resistència, provocant una degradació severa de les propietats.
En essència, el tractament tèrmic del Q550D és una arma de doble-tall. El procés Q&T del molí li dóna les seves propietats superiors, però l'escalfament de la fabricació posterior s'ha de controlar meticulosament per evitar soscavar aquestes propietats. Els codis de fabricació (com AWS D1.1) i les directrius del fabricant d'acer proporcionen procediments essencials.