Kolefnisjafngildið (Ceq) er mikilvægasta færibreytan til að meta suðuhæfni Q390B og hættu á kuldasprungum.
1. Kolefnisjafngildi (Ceq) svið fyrir Q390B
Ceq fyrir Q390B er ekki fast stakt gildi, heldur skilgreind hámarks leyfileg mörk sem sett eru af staðlinum. Dæmigert/raunverulegt úrval þess í stáli sem framleitt er í atvinnuskyni er dregið af efnasamsetningarmörkum þess í GB/T 1591-2018.
Sumir framleiðendur gætu stefnt að neðri endanum (~0,44-0,46%) til að bæta suðuhæfni, á meðan aðrir þrýsta í átt að mörkunum til að tryggja að styrkleikamarkmiðum sé náð með ódýrari málmblöndur.
Lykilatriði:Við öflun Q390B þarf að tilgreina raunverulegt Ceq gildi á Mill Test Certificate. Ekki treysta á dæmigerð svið; notaðu uppgefið gildi fyrir útreikninga á suðuaðferðinni.
2. Hvernig Ceq hefur áhrif á næmi fyrir kuldasprungum
Kald sprunga (einnig kallað sprunga af völdum vetnis- eða seinkun á sprungum) er mikil hætta þegar verið er að suða há-styrk, lág-blendi stál eins og Q390B. Ceq er bein spá fyrir þessa áhættu með eftirfarandi kerfi:
Hlekkurinn: Ceq → Herðni → Örbygging → Næmi
Hár Ceq → Mikil herðni:
Ceq formúlan miðar við getu stálsins til að mynda harða fasa við hraða kælingu. Hver þáttur í formúlunni stuðlar að því að færa tíma-hitastig-umbreytingar (TTT) skýringarmyndina til hægri, sem þýðir að martensít myndast jafnvel við hægari kælingu.
Hröð kæling → Myndun hörðu martensíts:
Við suðu er hita-áhrifasvæðið (HAZ) hitað upp í háan hita og síðan kælt hratt af köldu grunnmálmi í kring. Ef Ceq er hátt mun HAZ breytast í hart, brothætt martensít frekar en mýkra ferrít/perlít.
Martensít + vetni + streita=kalt sprunga:
Þetta er klassíska „þriggja-þátta líkanið fyrir kaldsprungur:
Næm örbygging (martensít):Veitt af háu Ceq. Martensít hefur litla hörku og er mjög viðkvæmt fyrir sprungum.
Vetni (H):Komið frá raka í suðuflæði, hlífðargasi eða mengunarefnum á yfirborði plötunnar.
Togstreita:Óhjákvæmilegt vegna varma rýrnunar og samskeyta.
Vetnisatóm dreifast og safnast fyrir í streitu martensitic HAZ. Þegar mikilvæg samsetning er náð dreifist brothætt sprunga, oft klukkustundum eða dögum eftir suðu ("seinkuð" sprunga).
Hagnýtar afleiðingar fyrir suðu Q390B
Þar sem Ceq (0,44-0,49%) fyrir Q390B er marktækt hærra en fyrir mildu stáli (td ~0,35% fyrir Q235) og í meðallagi hærra en Q355B, eru strangar suðuaðferðir ekki samningsatriði.
| Ceq (IIW) svið | Ályktun suðuaðferðar fyrir Q390B |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15 mm). Strangt eftirlit með vetnislindum er krafist. |
| ~0.47 - 0.49% | Mikil áhætta. Hærra forhitunar/millihitastig er krafist. Gæti þurft að nota ofur-vetnisrafskautar (<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
Nauðsynlegar mótvægisaðgerðir:
Forhitun og milligangshitastýring:Þetta er aðal eftirlitið. Forhitun hægir á kælingu, sem gerir HAZ kleift að breytast í mýkri, sveigjanlegri örbyggingu (td bainít) í stað martensíts. Nauðsynlegt forhitunarhitastig (td 80 gráður - 150 gráður) er ákvarðað beint afraunveruleg Ceq og plötuþykkt.
Ofur-Lágt vetni:
Notaðu lítið-vetni (H4) eða mjög lítið-vetni (H5, H10) flokkaðar suðuefni.
Bakaðu rafskaut stranglega í samræmi við forskrift framleiðanda.
Haltu vinnuhlutum fullkomlega þurrum (enginn raki, ís, ryð).
Besta hitainntak:Haltu hitainntaki innan viðurkenndra sviðs. Of lágt stuðlar að hraðri kælingu og martensíti. Of hátt getur gróft HAZ kornin óhóflega og dregið úr hörku.
Eftir-Weld Heat Treatment (PWHT): For thick sections (often >30-40 mm) eða mjög aðhaldssamskeyti, álagslosandi bakstur (td 550-600 gráður) er notaður til að tempra martensít, dreifa vetni og létta álagi.
Suðuaðferðarhæfi (WPQR):Hæfnispróf fyrir verklag verður að innihalda hörku sem fer yfir HAZ til að sannreyna að það fari ekki yfir öryggismörk (venjulega 350 HV10) og að engar sprungur séu til staðar.
Samantekt
Kolefnisjafngildi (Ceq) Q390B, venjulega 0,44-0,49%, er bein magn mælikvarði á tilhneigingu þess til að mynda hart, sprunguviðkvæmt martensít í suðu HAZ. Þessi hækkaði Ceq miðað við lægri-styrkleikaeinkunn eykur í grundvallaratriðum næmi þess fyrir kuldasprungum. Þar af leiðandi krefst suðu Q390B strangt stjórnaðs, lágt-vetnisferli með lögboðinni forhitun, með breytum sem eru sérsniðnar að tilteknu Ceq gildi og þykkt. Að hunsa þetta samband er algengasta orsök skelfilegra suðubilunar í hástyrktar stálvirkjum.