Việc xử lý nhiệt của Q550D thép là nền tảng để đạt được các đặc tính quy định của nó và các phương pháp xử lý nhiệt tiếp theo có thể làm thay đổi đáng kể chúng. Hiểu được điều này là rất quan trọng cho việc chế tạo và ứng dụng.
Đầu tiên, điều quan trọng là phải phân biệt giữa:
Phương pháp xử lý nhiệt được nhà máy thép áp dụng để tạo ra vật liệu Q550D "theo{0}}được cung cấp".
Các quá trình xử lý nhiệt sau{0}}giao hàng (như giảm ứng suất hoặc làm nguội lại) được thực hiện trong quá trình chế tạo sẽ thay đổi trạng thái của thép.
1. Xử lý nhiệt sơ cấp tại nhà máy (Điều kiện "Như{1}}được cung cấp")
Q550D hầu như chỉ được cung cấp ở một trong hai điều kiện xử lý nâng cao:
A. Làm nguội & ủ (Q&T) - Phổ biến nhất
Đây là phương pháp chủ yếu để đạt được giới hạn chảy 550 MPa với độ bền tốt.
Quy trình: Tấm thép được nung nóng đến nhiệt độ austenit hóa (~ 900 độ), sau đó được làm nguội nhanh chóng (làm nguội trong nước hoặc phun) để tạo thành cấu trúc martensitic cứng, giòn. Sau đó nó được tôi luyện (hâm nóng đến 550-650 độ) để mang lại độ dẻo dai và dẻo dai trong khi vẫn giữ được độ bền cao.
Ảnh hưởng đến thuộc tính:
Tạo ra các đặc tính cốt lõi của Q550D: Đạt được sự cân bằng tối ưu về độ bền cao (550 MPa YS), độ dẻo tốt (Độ giãn dài lớn hơn hoặc bằng 16%) và độ bền nhiệt độ-thấp tuyệt vời (tác động -20 độ).
Tạo ra cấu trúc vi mô martensite hoặc bainite được tôi luyện{0}}hạt mịn, đồng đều.
Cung cấp sự kết hợp tốt nhất của các thuộc tính cho các ứng dụng quan trọng. Đây là trạng thái dự định cho thép trong thiết kế của nó.
B. Nhiệt-Quy trình được điều khiển cơ học (TMCP) / TMCP+
Quy trình: Kết hợp quá trình lăn (biến dạng) có kiểm soát ở nhiệt độ cụ thể với quá trình làm mát tăng tốc. Nó có thể được theo sau bởi một quá trình ủ nhẹ.
Ảnh hưởng đến thuộc tính:
Đạt được cường độ cao thông qua quá trình sàng lọc hạt và làm cứng trật khớp.
Nói chung cung cấp khả năng hàn tốt hơn thép Q&T cùng loại do lượng carbon tương đương (CEV) thấp hơn.
Độ dẻo dai có thể rất tốt, nhưng cấu trúc vi mô kém đồng đều hơn so với Q&T. Các đặc tính được "khóa" bằng quá trình lăn và làm mát có kiểm soát; việc sưởi ấm tiếp theo có thể làm suy giảm chúng.
2. Ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt sau giao hàng-(Trong quá trình chế tạo)
Bất kỳ sự gia nhiệt đáng kể nào của Q550D sau khi giao hàng sẽ làm thay đổi cấu trúc vi mô được thiết kế cẩn thận của nó. Các tác động này phụ thuộc vào nhiệt độ cao nhất (Tp) đạt được trong vùng-bị ảnh hưởng nhiệt (HAZ) hoặc trong quá trình xử lý toàn bộ-thành phần.
| Loại xử lý nhiệt | Nhiệt độ điển hình. Phạm vi | Ảnh hưởng đến thuộc tính Q550D (trong vùng được làm nóng) | Lý do & Ý nghĩa |
|---|---|---|---|
| hàn | Tan chảy và tạo ra HAZ rộng | Tạo một gradient các thuộc tính. HAZ gần mối hàn có thể trở nên mềm hơn (độ bền thấp hơn) hoặc giòn hơn (độ bền thấp hơn) so với kim loại cơ bản, tạo thành "liên kết yếu". | Chu trình nhiệt qua-làm nguội hoặc-tăng cường lại và biến đổi cấu trúc vi mô Q&T/TMCP ban đầu. Đây là mối quan tâm hàng đầu trong chế tạo. |
| Giảm căng thẳng (Sau-Xử lý nhiệt mối hàn - PWHT) | ~550-620 độ | Giảm năng suất và độ bền kéo (có thể giảm 30-80 MPa), có thể cải thiện độ dẻo dai một chút. | Tiếp tục tôi luyện martensite/bainite, làm cho cacbua tăng cường trở nên thô hơn. Thiết kế phải tính đến sự mất sức mạnh này. |
| Tạo hình/uốn nóng | >700 độ | Thiết lập lại hoàn toàn cấu trúc vi mô. Nếu-làm mát bằng không khí, độ bền và độ dẻo dai sẽ kém. Phải được-dập tắt và tiết chế lại. | Phá hủy cấu trúc Q&T/TMCP ban đầu, tạo thành cấu trúc vi mô thô, yếu khi làm mát. |
| Làm thẳng ngọn lửa cục bộ | Lên tới ~ 700-800 độ | Tạo ra một vùng mềm cục bộ với độ bền giảm và độ dẻo dai thay đổi. | Tương tự như hiệu ứng HAZ nghiêm trọng. Yêu cầu quy trình cẩn thận và khả năng sửa chữa. |
3. Những lưu ý và hướng dẫn chính dành cho nhà chế tạo
ĐỪNG cho rằng nó có thể được-làm nóng lại một cách dễ dàng:Không giống như thép thường hóa, đặc tính của Q550D lànhiệt-nhạy cảm. Độ bền cấp "D" sau khi hàn chỉ được đảm bảo nếu tuân thủ đúng quy trình.
Hàn là hoạt động quan trọng:
Sử dụng hàn có nhiệt độ đầu vào-thấp: Các kỹ thuật như hàn hồ quang chìm (SAW) với dây tôi hoặc hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) được ưu tiên.
Kiểm soát làm nóng sơ bộ và chuyển tiếp nghiêm ngặt: Cần thiết để ngăn chặn hiện tượng nứt do hydro-gây ra (do khả năng làm cứng cao).
Sử dụng vật tư tiêu hao có độ bền-cao phù hợp: Điện cực/dây phải được chỉ định cho thép cấp 550 MPa-(ví dụ: ER110S-G, v.v.).
Sau{0}}Xử lý nhiệt mối hàn (PWHT):
Không phải lúc nào cũng cần thiết nhưng được sử dụng cho các mối nối phức tạp hoặc các tiết diện dày để giảm ứng suất dư.
Phải được tính đến trong thiết kế do sự giảm cường độ liên quan. Các đặc tính được đảm bảo của thép sau PWHT có thể khác với trạng thái-được giao.
Tránh tạo hình nóng trừ khi được thực hiện theo-Hỏi đáp đầy đủ: Nếu thành phần phải được tạo hình nóng-, toàn bộ bộ phận có thể sẽ cần được-làm nguội và ủ lại hoàn toàn, đây là một quy trình xử lý nhiệt công nghiệp chính.
Tóm tắt các thay đổi về tài sản
Tác dụng có lợi (Khi thực hiện đúng):
Ủ thích hợp (bằng máy nghiền) sẽ tạo ra bộ thuộc tính tối ưu.
PWHT thích hợp có thể cải thiện độ dẻo dai và giảm bớt các ứng suất có hại, nhưng phải trả giá bằng sức bền.
Tác động có hại (Cần tránh/Quản lý):
Chu trình nhiệt hàn không được kiểm soát tạo ra các vùng mềm và/hoặc giòn trong HAZ.
Excessive heat (>Ac1, ~720 độ ) nếu không làm mát có kiểm soát sau đó sẽ phá hủy cấu trúc vi mô có độ bền-cao ban đầu, dẫn đến suy giảm đặc tính nghiêm trọng.
Về bản chất, việc xử lý nhiệt của Q550D là một con dao hai lưỡi. Quy trình Q&T của nhà máy mang lại cho nó những đặc tính vượt trội, nhưng quá trình gia nhiệt chế tạo sau đó phải được kiểm soát tỉ mỉ để tránh làm suy yếu chính những đặc tính đó. Các mã chế tạo (như AWS D1.1) và hướng dẫn của nhà sản xuất thép cung cấp các quy trình thiết yếu.