Q345 הוא סוג של פלדה. זוהי פלדה מסגסוגת נמוכה (C < 0.2%), בשימוש נרחב בבנייה, גשרים, כלי רכב, ספינות, מכלי לחץ וכו'. ה-"Q" מייצג את חוזק התפוקה של חומר זה, ו-"345" מציין את ערך התפוקה שלו, שהוא כ-345 MPa. ערך התפוקה יורד ככל שעובי החומר עולה.
ל-Q345 תכונות מכאניות טובות, ביצועים מקובלים בטמפרטורה-נמוכה, וגמישות וריתוך טובים. הוא משמש למיכלי לחץ- בינוניים ונמוכים, מכלי נפט, כלי רכב, מנופים, מכונות כרייה, תחנות כוח, גשרים ומבנים אחרים הנתונים לעומסים דינמיים, כמו גם חלקים מכניים, מבני בניין ורכיבים מבניים כלליים ממתכת. הוא משמש בתנאי גלגול חם- או מנורמל וניתן להשתמש בו במבנים שונים באזורים קרים מתחת ל-40 מעלות.
סיווג ציון תמונה
Q345 מסווג לארבע דרגות: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D ו-Q345E. ההבדל העיקרי ביניהם הוא טמפרטורת ההשפעה שלהם.
כיתה Q345A: ללא בדיקת השפעה;
כיתה Q345B: בדיקת השפעה ב-20 מעלות (טמפרטורה רגילה);
כיתה Q345C: מבחן השפעה ב-0 מעלות;
כיתה Q345D: מבחן השפעה ב-20 מעלות;
כיתה Q345E: מבחן השפעה ב-40 מעלות.
ערכי ההשפעה משתנים בהתאם לטמפרטורת ההשפעה.
תמונה קומפוזיציה כימית
Q345A: C פחות או שווה ל-0.20, Mn פחות או שווה ל-1.7, Si פחות או שווה ל-0.55, P פחות או שווה ל-0.045, S פחות או שווה ל-0.045, V 0.02~0.15;
Q345B: C פחות או שווה ל-0.20, Mn פחות או שווה ל-1.7, Si פחות או שווה ל-0.55, P פחות או שווה ל-0.040, S פחות או שווה ל-0.040, V 0.02~0.15;
Q345C: C פחות או שווה ל-0.20, Mn פחות או שווה ל-1.7, Si פחות או שווה ל-0.55, P פחות או שווה ל-0.035, S פחות או שווה ל-0.035, V 0.02~0.15, Al גדול מ-0.015 או שווה ל-0.015;
Q345D: C קטן או שווה ל-0.20, Mn פחות או שווה ל-1.7, Si פחות או שווה ל-0.55, P פחות או שווה ל-0.030, S פחות או שווה ל-0.030, V 0.02~0.15, Al גדול מ-0.015 או שווה ל-0.015;
Q345E: C פחות או שווה ל-0.20, Mn פחות או שווה ל-1.7, Si פחות או שווה ל-0.55, P פחות או שווה ל-0.025, S פחות או שווה ל-0.025, V 0.02~0.15, Al גדול מ-0.015 או שווה ל-0.015;
השוואת תמונה עם 16Mn
פלדת Q345 היא תחליף לכמה דרגות פלדה ישנות יותר, כולל פלדה 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE ו-16Mn, לא רק פלדה 16Mn. גם ההרכב הכימי של 16Mn ו-Q345 שונה.
חשוב מכך, מידות קיבוץ העובי של שתי הפלדות על סמך חוזק התפוקה שלהן שונות באופן משמעותי, מה שיגרום בהכרח לשינויים במתח המותר של חומרים בעוביים מסוימים. לכן, זה לא מתאים פשוט להחיל את הלחץ המותר של פלדה 16Mn על פלדה Q345; יש לקבוע מחדש את המתח המותר-על סמך ממדי קיבוץ עובי הפלדה החדשים. יחס הרכיבים העיקרי של פלדת Q345 זהה בעצם לזה של פלדה 16Mn, ההבדל הוא תוספת של יסודות סגסוגת קורט V, Ti ו-Nb. הכמויות הקטנות הללו של V, Ti ו-Nb מעדנות את מבנה הגרגירים, ומשפרות משמעותית את הקשיחות והתכונות המכניות הכוללות של הפלדה.
זה מאפשר גם ייצור של לוחות פלדה עבים יותר. לכן, המאפיינים המכניים הכוללים של פלדת Q345 צריכות להיות עדיפות מאלו של פלדה 16Mn, במיוחד ביצועי הטמפרטורות הנמוכות-שחסרות לפלדה של 16Mn. המתח המותר של פלדת Q345 גבוה מעט מזה של פלדה 16Mn.
תְמוּנָה
השוואת ביצועי תמונה
מאפיינים מכניים של צינור פלדה ללא תפרים Q345D:
חוזק מתיחה: 490-675 ננומטר; חוזק תפוקה: גדול או שווה ל-345 ננומטר; התארכות: גדולה או שווה ל-22%
מאפיינים מכניים של צינור פלדה ללא תפרים Q345B:
חוזק מתיחה: 490-675 ננומטר; חוזק תפוקה: גדול או שווה ל-345 ננומטר; התארכות: גדולה או שווה ל-21%
מאפיינים מכניים של צינור פלדה ללא תפרים Q345A:
חוזק מתיחה: 490-675 ננומטר; חוזק תפוקה: גדול או שווה ל-345 ננומטר; התארכות: גדולה או שווה ל-21%
מאפיינים מכניים של צינור פלדה ללא תפרים Q345C:
חוזק מתיחה: 490-675 ננומטר; חוזק תפוקה: גדול או שווה ל-345 ננומטר; התארכות: גדולה או שווה ל-22%
מאפיינים מכניים של צינור פלדה ללא תפרים Q345E:
חוזק מתיחה: 490-675 ננומטר; חוזק תפוקה: גדול או שווה ל-345 ננומטר; התארכות: גדולה או שווה ל-22%
סדרת מוצרי תמונה
השוואה של פלדה Q345D עם פלדות Q345A, B ו-C. טמפרטורת בדיקת אנרגיית ההשפעה-בטמפרטורה נמוכה נמוכה. יש לו ביצועים טובים. תכולת החומרים המזיקים P ו-S נמוכה מ-Q345A, B ו-C.
מחיר השוק גבוה מ-Q345A, B ו-C.
הגדרה של Q345d: ① הוא מורכב מ-Q + מספר + סמל דרגת איכות + סמל שיטת דה-אוקסידציה. לדרגת הפלדה שלו יש קידומת "Q", המייצגת את נקודת התפוקה של הפלדה. המספר הבא מציין את ערך נקודת התשואה ב-MPa. לדוגמה, Q235 מייצג פלדה מבנית פחמן עם נקודת תפוקה (σs) של 235 MPa.
② במידת הצורך, ניתן להוסיף סמלים המציינים את דרגת האיכות ושיטת ההתחמצנות לאחר דרגת הפלדה. סמלי ציון האיכות הם A, B, C ו-D.
סמלי שיטת דה-אוקסידציה: F מציין פלדה עם שוליים; b מציין פלדה חצי-מתה; Z מציין פלדה נהרגה; TZ מציין פלדה קטלנית מיוחדת. ייתכן שלפלדה נהרגה אין סמל, כלומר, ניתן להשמיט גם Z וגם TZ. לדוגמה, Q235-AF מציין פלדה עם מסגרת דרגה A.
③ פלדת פחמן למטרות מיוחדות, כגון פלדת גשר ופלדה ימית, מאמצת בעצם את שיטת הייעוד של פלדה מבנית פחמן, אך עם אות נוספת המציינת את היישום שנוספה בסוף דרגת הפלדה.
Q345 (פלדה נמוכה סגסוגת גבוהה) - קטע מחומרים מקוונים
תמונה: מבוא חומר
1. ההרכב הכימי של Q345 מוצג בטבלה שלהלן (%):
אֵלֵמֶנט
C פחות או שווה ל
Mn
Si פחות או שווה ל
P פחות או שווה ל
S פחות או שווה ל
אל גדול או שווה ל
V
נ.ב
טי
תוֹכֶן
0.2
1.0-1.6
0.55
0.035
0.035
0.015
0.02-0.15
0.015-0.06
0.02-0.2
2. התכונות המכניות של Q345C מוצגות בטבלה שלהלן (%):
מדד נכסים מכניים
התארכות (%)
טמפרטורת בדיקה 0 מעלות
חוזק מתיחה MPa
נקודת יבול MPa גדולה או שווה ל
עֵרֶך
δ5 גדול או שווה ל-22
J גדול או שווה ל-34
σb (470-650)
σs (324-259)
כאשר עובי הדופן הוא בין 16-35 מ"מ, σs גדול או שווה ל-325Mpa; כאשר עובי הדופן הוא בין 2. מאפייני ריתוך של פלדה Q345
2.1 חישוב של שווה ערך פחמן (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Ceq=0.49% מחושב, גדול מ-0.45%, מה שמצביע על כך שהריתוך של פלדה Q345 אינה טובה במיוחד, ויש צורך לגבש אמצעי תהליכים קפדניים במהלך הריתוך.
2.2 בעיות נפוצות בריתוך פלדה Q345
2.2.1 נטיית התקשות של האזור המושפע-בחום
במהלך תהליך הקירור של ריתוך פלדה Q345, האזור המושפע מחום- נוטה ליצור מבנה מרווה-, אשר מגביר את הקשיות ומפחית את הפלסטיות ליד הריתוך. התוצאה היא פיצוח ריתוך לאחר-.
2.2.2 רגישות לפיצוח קור
סדקי הריתוך העיקריים בפלדת Q345 הם סדקים קרים.
תהליך בניית ריתוך
הכנת חריצים ← ריתוך הדבק ← חימום מוקדם ← ריתוך קצה פנימי ← ניקוי שורש גב (גידוד קשת פחמן) ← ריתוך קצה חיצוני ← ריתוך קצה פנימי ← בדיקה עצמית-בדיקה/בדיקה מיוחדת ← לאחר-טיפול בחום ריתוך ← בדיקת חום ריתוך ← ללא{2}
בחירת פרמטרים של תהליך ריתוך
בהתבסס על ניתוח הריתוך של פלדה Q345, המדדים הבאים מנוסחים:
1. בחירת חומרי ריתוך
בשל הנטייה הגבוהה של פלדה Q345 לסדק קר, יש לבחור בחומרי ריתוך מימן נמוכים. בהתחשב בעקרון שלמפרק הריתוך צריך להיות חוזק שווה למתכת הבסיס, נבחרות אלקטרודות ריתוך מסוג E5015 (J507).
ההרכב הכימי מוצג בטבלה שלהלן (%):
אלמנטים
C
Mn
סִי
S
P
Cr
מו
V
טי
תוֹכֶן
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
מאפיינים מכניים מוצגים בטבלה שלהלן:
אינדיקטורים למאפיינים מכניים
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 מעלות
עֵרֶך
440
540
31
79
164 114 76
(חוזק המתיחה צריך להיות גדול מחוזק התנובה)
2. סוג שפוע: (אספקה לפי שרטוטים וציוד)
3. שיטת ריתוך: ריתוך ידני בקשת (D).
4. זרם ריתוך: כדי למנוע מיקרו מבנה ריתוך גס וקשיחות מופחתת, יש להשתמש בפרמטרים של ריתוך בקנה מידה קטן. אמצעים ספציפיים כוללים: שימוש באלקטרודות-קטנות בקוטר, חרוזי ריתוך צרים, שכבות ריתוך דקות ותהליך ריתוך רב-שכבתי, רב-מעבר (רצף ריתוך מוצג באיור 1). רוחב חרוז הריתוך לא יעלה על פי שלושה מאורך האלקטרודה, ועובי שכבת הריתוך לא יעלה על 5 מ"מ. עבור השכבה הראשונה עד השלישית, השתמש באלקטרודות Ф3.2 עם זרם ריתוך של 100-130A; עבור השכבה הרביעית עד השישית, השתמש באלקטרודות Ф4.0 עם זרם ריתוך של 120-180A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0.45%, יש צורך בחימום מוקדם לפני הריתוך. טמפרטורת החימום מראש T0=100-150 מעלות, וטמפרטורת המעבר Ti פחות או שווה ל-400 מעלות.
6. פרמטרים של טיפול בחום לאחר-ריתוך: כדי להפחית את מתח הריתוך השיורי, להקטין את תכולת המימן בריתוך ולשפר את המיקרו-מבנה והמאפיינים של הריתוך, נדרש טיפול בחום לאחר-ריתוך. טמפרטורת הטיפול בחום היא 600-640 מעלות, זמן ההחזקה הוא שעתיים (עבור עובי צלחת של 40 מ"מ), וקצב החימום/קירור הוא 125 מעלות לשעה.
רצף ריתוך-באתר
1. חימום לפני הריתוך
לפני ריתוך לוחות האוגן, יש לחמם אותם מראש למשך 30 דקות לפני תחילת הריתוך. חימום מוקדם, טמפרטורת מעבר וטיפול בחום נשלטים אוטומטית על ידי ארון בקרת טמפרטורת טיפול בחום באמצעות תנור חימום של רצועת מסוע אינפרא אדום רחוק. מיקרו מחשב מגדיר ורושם אוטומטית את עקומות החימום, וצמדים תרמיים מודדים את הטמפרטורה. במהלך החימום מראש, נקודות המדידה של הצמד התרמי נמצאות במרחק של 15 מ"מ-20 מ"מ מהקצה המשופע.
2. ריתוך
2.1 כדי למנוע עיוות ריתוך, כל מפרק עמוד מרותך באופן סימטרי על ידי שני אנשים, עם כיוון הריתוך מהמרכז החוצה. בעת ריתוך הקצה הפנימי (השיפוע ליד הרשת), השכבה הראשונה עד השלישית חייבת להשתמש בפעולה קטנה בקנה מידה-, מכיוון שזו הסיבה העיקרית לעיוות הריתוך. לאחר ריתוך השכבה הראשונה עד השלישית, מנקים את הצד האחורי. לאחר ניקור קשת פחמן, הריתוך חייב להיות טחון מכאני כדי להסיר קרבוריזציה של פני השטח, לחשוף את הברק המתכתי ולמנוע התפחחות חמורה של פני השטח שעלולה לגרום לסדקים. יש להשלים את הריתוך החיצוני במעבר אחד, כאשר הריתוך הפנימי הנותר להשלים אחרון.
2.2 בעת ריתוך השכבה השנייה, כיוון הריתוך צריך להיות הפוך לשכבה הראשונה, וכן הלאה. כל מפרק ריתוך צריך להיות מדורג ב-15-20 מ"מ.
2.3 זרם הריתוך, מהירות הריתוך ומספר שכבות הריתוך צריכים להיות עקביים עבור שני הרתכים.
2.4 הריתוך צריך להתחיל על לוחית ההתחלה-של הקשת ולהסתיים על לוח הסיום של הקשת-. לאחר הריתוך, חותכים את הריתוך וטוחנים אותו נקי.
3. טיפול בחום שלאחר-ריתוך: מפרק הריתוך צריך לעבור טיפול בחום- תוך 12 שעות מהסיום. אם לא ניתן לבצע טיפול בחום באופן מיידי, יש לנקוט באמצעי שימור חום וקירור איטי. במהלך טיפול בחום, יש להשתמש בשני צמדים תרמיים למדידת טמפרטורה, כאשר הצמדים התרמיים- מרותכים לחלק הפנימי והחיצוני של מפרק הריתוך.
4. בדיקת ריתוך
בהתאם לדרישות *קוד בנייה וקבלה של מבני פלדה*, נעשה שימוש בבדיקות אולטרסאונד לבדיקת חיבורי ריתוך, בשיעור בדיקה של 100%.
ניהול טכני-באתר
1. הוכנו הוראות תפעול ריתוך מפורטות.
2. בקרת תהליך- מלאה בתהליך הריתוך היא הליבה של הבטחת האיכות.
במהלך הריתוך של כל מפרק עמוד, אדם ייעודי צריך לעקוב אחר תהליך הריתוך. אם הרתך לא ממלא אחר הוראות הפעולה, יש להפסיק את הריתוך מיד. במהלך תהליך הריתוך, אנשי טיפול בחום צריכים לפקח על טמפרטורת המעבר לאורך כל הדרך; אם הוא חורג מהתקן, יש להודיע לרתך מיד להפסיק את הריתוך.
3. שיפור המודעות לאיכות של אנשי הבנייה היא המפתח ליישום תהליך הריתוך.
לפני הבנייה נערך תדרוך מלא לכל כוח האדם והוצאו כרטיסי תהליך בנייה. התדריך הסביר בפירוט את המאפיינים של תהליך הריתוך ואת הנחיצות ונקודות המפתח של בקרה קפדנית על תהליך הריתוך- באתר.
מַסְקָנָה
בעקבות מדד זה של תהליך ריתוך, סך של 102 חיבורי ריתוך רותכו באתר-, ושיעור התפוקה-הראשונה של בדיקות לא-הרסניות הגיע ל-100%. מאומת באמצעות בנייה בפועל, תהליך ריתוך זה לא רק מספק-הנחיות באתר לריתוך פלדה Q345, אלא גם מבטיח איכות ריתוך.
