Q345 الخواص الميكانيكية
Q345 هي درجة أساسية في المعيار الوطني الصيني (GB/T 1591-2018، "منخفض-سبائك عالي-فولاذ هيكلي قوي"). إنها عبارة عن سبيكة-منخفضة، وفولاذ هيكلي عالي-قوة. تعد خواصها الميكانيكية مؤشرات رئيسية لقدرة المادة على تحمل الأحمال وصلابتها وقابليتها للتشغيل. يتم استخدامه على نطاق واسع في البناء والجسور وتصنيع الآلات وأوعية الضغط وغيرها من المجالات. فيما يلي تحليل مفصل للخصائص الميكانيكية لـ Q345 من أربع وجهات نظر: الخواص الميكانيكية الأساسية، والعوامل المؤثرة على الأداء، واختلافات الأداء في حالات التسليم المختلفة، واعتبارات التطبيق.
1. الخصائص الميكانيكية الأساسية Q345 (المتطلبات القياسية GB/T 1591-2018)
يجب أن تلبي الخواص الميكانيكية لـ Q345 المتطلبات التآزرية لـ "القوة + المتانة + الليونة". قد تختلف مواصفات السماكات (أو الأقطار) المختلفة قليلاً بسبب الاختلافات في عمليات الدرفلة/التزوير. فيما يلي المواصفات الرئيسية في درجة حرارة الغرفة (باستخدام Q345B الأكثر استخدامًا كمثال، للسمك ≥16 مم):
ملحوظة: تأثير السماكة على الخواص الميكانيكية
بالنسبة لسمك المادة Q345 الذي يزيد عن 16 مم، يسمح المعيار بانخفاض طفيف في قوة الخضوع وقوة الشد (بسبب التشوه الأقل والحبيبات الخشنة أثناء دحرجة اللوحة السميكة). التعديلات المحددة هي كما يلي:
السُمك 16-40 مم: قوة الخضوع ≥ 335MPa، قوة الشد 450-600MPa؛
السُمك 40-63 مم: قوة الخضوع ≥ 325MPa، قوة الشد 440-590MPa؛
السُمك 63-100 مم: قوة الخضوع ≥ 315MPa، قوة الشد 430-580MPa. ثانيا. العوامل المؤثرة على الخواص الميكانيكية Q345
يتم تحديد الخواص الميكانيكية لـ Q345 من خلال تركيبه الكيميائي وعمليات المعالجة الحرارية/الدرفلة. العوامل المؤثرة الأساسية هي كما يلي:
التركيب الكيميائي (عناصر صناعة السبائك الرئيسية)
يعتمد Q345 على Fe-C. يتم تحقيق التوازن بين القوة العالية والمتانة العالية من خلال إضافة كميات صغيرة من عناصر صناعة السبائك. العناصر الرئيسية تساهم في:
المنغنيز (المنجنيز): عنصر تقوية أساسي يزيد من قوة الإنتاج من خلال تقوية المحلول الصلب مع تحسين المتانة أيضًا (تجنب الهشاشة)؛
Si (السيليكون): يساعد في تقوية المحلول الصلب، مما يقلل من حساسية اللحام للصلب؛
Nb/V/Ti (النيوبيوم/الفاناديوم/التيتانيوم): عناصر من السبائك الدقيقة تعمل على تحسين القوة والمتانة عند درجات الحرارة المنخفضة-من خلال تنقية الحبوب (منع نمو الحبوب)، وهي العناصر الأساسية التي تميز Q345 عن الفولاذ الكربوني العادي؛
P/S (الفوسفور/الكبريت): العناصر الضارة التي يجب التحكم فيها بشكل صارم (P ≥ 0.035%، S ≥ 0.035%). وبخلاف ذلك، ستصبح المادة "هشة باردة" (P) أو "هشة ساخنة" (S)، مما يقلل من صلابتها. حالة التسليم (عملية الدرفلة/المعالجة الحرارية)
تؤثر حالة تسليم الفولاذ Q345 بشكل مباشر على خواصه الميكانيكية. تشمل الشروط الشائعة ما يلي:
المدرفلة على الساخن (AR): المدرفلة على الساخن في درجة حرارة الغرفة، مما ينتج عنه حبيبات خشنة وقوة متوسطة ومتانة تلبي المتطلبات الأساسية (مناسبة للأجزاء الهيكلية دون-متطلبات درجات الحرارة المنخفضة)؛
عادي (N): يتم تسخينه إلى أعلى من Ac3 (حوالي 850-920 درجة مئوية)، ويتم الاحتفاظ به، ثم تبريده بالهواء-، مما يؤدي إلى صقل الحبوب وتحسين القوة والمتانة (مناسب لدرجات الحرارة المنخفضة- والتطبيقات المقاومة للصدمات، مثل الجسور وأوعية الضغط)؛
التدوير المتحكم فيه والتبريد المتحكم فيه (TMCP): من خلال التحكم في درجة حرارة التدوير ومعدل التبريد، يتم تحقيق تنقية الحبوب وقمع نمو الهطول، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية مثالية (يمكن أن تصل قوة الإنتاجية إلى 400 ميجا باسكال، مع صلابة أعلى، وغالبًا ما تستخدم للمكونات الأكثر سمكًا وذات الطلب العالي{{1}).