Í samanburði við Q390B er aðalstyrkingaraðferðin í efnasamsetningu Q420B áberandi og vísvitandi notkun örblendiefna (V, Nb, Ti) til að styrkja úrkomu, ásamt strangari eftirliti með kolefni og mangani til að viðhalda suðuhæfni.
Hér er beinn tæknilegur samanburður á helstu samsetningaraðferðum:
Kjarnamunur: Breyting í að styrkja heimspeki
| Stálgráða | Aðalstyrkingarkerfi (á móti hinum) | Stefna í efnasamsetningu |
|---|---|---|
| Q390B | Styrking í föstu lausnum (Mn) + Basic Microalloying | Treystir verulega á hærra mangan (Mn minna en eða jafnt og 1,70%) fyrir styrk. Örblendi (V, Nb) er notað en getur verið minna stöðugt eða í lægri stigum. |
| Q420B | Úrkomustyrking (örblöndur) + Bjartsýni fast lausn | Styrkur er knúinn áfram af örblendi (V, Nb, Ti). Mangan er oft svipað eða örlítið minnkað miðað við Q390B, en innihald örblendis er kerfisbundið aukið og stjórnað. |
Ítarlegur samanburður og sönnunargögn
Sönnunin fyrir þessari breytingu er augljós í stöðluðum forskriftum (GB/T 1591-2018):
Örblönduð frumefni (lykill aðgreiningar):
Q390B:Getur innihaldið V, Nb eða Ti. Staðallinn leyfir þeim en krefst ekki alltaf tiltekinna magns fyrir hvern hita. Styrking frá þeim er veruleg en getur verið breytileg.
Q420B: Notar kerfisbundið hærri og stöðugri viðbæturþessara þátta.
Vanadíum (V):Öflugri og algengari úrkomuherðari í Q420B.
Níóbín (Nb):Mjög áhrifaríkt við kornhreinsun og úrkomuherðingu. Notkun þess er mikilvægari í Q420B.
Títan (Ti):Notað fyrir fínkornastjórnun og súlfíðlögunarstýringu.
Niðurstaða:Fínt karbónítríð (Nb/V/Ti)(C,N) fellur út sem myndast við stýrðar hreyfingar á rúllu-/kælipinna og kornamörk, sem gefur mikla aukningu til að gefa styrk með lágmarks skaða á seigleika.
Kolefni (C) og mangan (Mn) jafnvægi:
Kolefni:Báðar einkunnir halda lágu kolefni (Q420B: Minna en eða jafnt og 0,20%, sama og Q390B) til að varðveita suðuhæfni og seigleika þrátt fyrir meiri styrk.
Mangan:Þó að hámarksmörk fyrir Mn í Q420B (minna en eða jafnt og 1,70%) séu þau sömu og Q390B, þá er raunverulegt Mn innihald í Q420B oft í reyndbjartsýni á aðeins lægra stigivegna þess að þung lyfting styrks er gerð með örblendi. Þetta hjálpar til við að stjórna kolefnisjafngildinu (Ceq).
Kolefnisjafngildi (Ceq):
Þrátt fyrir meiri styrkleika er hámarks leyfilegt Ceq fyrir Q420B vandlega stjórnað (oft svipað eða aðeins hærra en Q390B, td hámark ~0,50-0,52%).
Þetta er náð með "lágt C, miðlungs Mn, hátt örblendi" stefnu. Þetta er verkfræðilegur sigur: meiri styrkur án hlutfallslegrar aukningar á suðusprunguhættu.
Hvers vegna þessi aðferð er notuð fyrir Q420B
Breytingin á úrkomustyrkingu er nauðsynleg til að sigrast á takmörkunum styrkingar á föstu lausnum:
Solid Solution (Mn, Si) Styrking eykur styrk en eykur verulega Ceq, sem skaðar suðuhæfni og seigleika.
Úrkomustyrking (örblöndur) veitir einstaka styrkleikaaukningu á hverja einingu bætts frumefnis með mun minni áhrifum á Ceq. Það fínpússar einnig kornbygginguna, sem eykur samtímis styrk (Hall-Petch-samband) og bætir hörku-sem er sjaldgæf og dýrmæt samsetning.
Hagnýt áhrif á suðu og smíði
Þessi samsetningarmunur ræður enn strangari framleiðslustýringum fyrir Q420B:
Meiri hertanleiki: Jafnvel með svipuðum Ceq getur örblandað stálið haft mikla herðni. HAZ er enn viðkvæmt.
Skyldar varúðarráðstafanir: Forhitun, ströng notkun á-vetni og stjórnað hitainntak eru enn mikilvægari fyrir Q420B en fyrir Q390B til að forðast HAZ sprungur og til að varðveita hannaða seigleika grunnmálmsins.
Samantekt:
Helsta styrkingaraðferðin sem aðgreinir Q420B frá Q390B er vísvitandi og aukið traust á úrkomuherðingu með örblendiefni (V, Nb, Ti). Þó að Q390B noti blöndu af fastri lausn og örblendi, er efnafræði Q420B hernaðarlega fínstillt til að láta úrkomu úr örblendi bera meira álag af styrkleikaaukningunni, sem gerir það kleift að ná 420 MPa afrakstursstyrk á meðan viðhaldið er viðráðanlegu kolefnisjafngildi fyrir suðu. Þetta gerir Q420B að fullkomnari, suðuhæfu há-stáli.