Y berthynas rhwng trwch a phriodweddau mecanyddol ynS690QLnid yw'n llinellol; caiff ei lywodraethu gan gyfyngiadau metelegol sylfaenol y broses Quenched & Tempered (Q&T). Mae deall y berthynas hon yn hanfodol ar gyfer dylunio diogel ac effeithlon, gan fod yr eiddo gwarantedig ar dystysgrif melin yn ddilys ar gyfer ystod drwch benodol yn unig.
Dyma ddadansoddiad manwl o'r berthynas hon yn seiliedig ar ymchwil.
1. Yr Egwyddor Metallurgical Graidd: Hardenability & Oeri Rate
Mae S690QL yn ennill ei briodweddau trwy dorri'n gyflym o'r tymheredd austenitizing (~900 gradd), gan ffurfio microstrwythur martensitig/bainitig caled, sydd wedyn yn cael ei dymheru ar gyfer caledwch.
Plât Tenau: Yn oeri'n gyflym ac yn unffurf trwy ei draws-adran. Mae hyn yn arwain at ficrostrwythur cwbl martensitig ar ôl diffodd, sydd ar ôl tymheru yn rhoi'r cryfder mwyaf a'r caledwch gorau posibl.
Plât Trwchus: Mae'r craidd (canol) yn oeri'n sylweddol arafach na'r wyneb wrth ddiffodd. Gall y gyfradd oeri arafach hon arwain at ffurfio cynhyrchion trawsnewid meddalach (fel ferrite neu pearlite) yn y craidd, gan greu graddiant eiddo trwch trwodd. Mae'r broses dymheru hefyd yn dod yn llai unffurf.
Canlyniad: Wrth i drwch gynyddu, mae'r isafswm eiddo gwarantedig yn lleihau.
2. Dadansoddiad Meintiol: Sut mae Priodweddau'n Diraddio gyda Thrwch
Mae safon EN 10025-6 yn cydnabod hyn yn ffurfiol trwy grwpio trwch platiau a phennu gwerth eiddo gostyngol ar gyfer grwpiau mwy trwchus.
Enghraifft o EN 10025-6 (S690QL):
| Trwch Cynnyrch * t * (mm) | Cryfder Cynnyrch ReH (MPa) min | Cryfder Tynnol Rm (MPa) | Elongation A (%) min | Effaith Egni KV (J) mun |
|---|---|---|---|---|
| t Llai na neu'n hafal i 30 | 690 | 770 - 940 | 14 | 30 J ar -40 gradd (L) / -60 gradd (L1) |
| *30 < t Llai na neu'n hafal i 50* | 670 | 770 - 940 | 14 | Yr un fath |
| *50 < t Llai na neu'n hafal i 100* | 650 | 750 - 930 | 14 | Yr un fath |
| *100 < t Llai na neu'n hafal i 150* | 630 | 730 - 910 | 13 | Yr un peth (Nodyn 1) |
| *150 < t Llai na neu'n hafal i 250* | 600 | 710 - 890 | 13 | Yr un peth (Nodyn 1) |
*(Note 1: For thicknesses >100mm, lleoliad prawf effaith (wyneb yn erbyn . 1/4 trwch) a chyfeiriadedd sampl yn dod yn hollbwysig, a gall tymheredd y prawf fod yn amodol ar gytundeb.)*
Sylwadau Allweddol:
Cryfder Cnwd: Yn gostwng ~13% wrth symud o Llai na neu'n hafal i blât 30mm i 150-250mm (690 → 600 MPa). Byddai dylunydd sy'n defnyddio'r gwerth enwol "690" ar gyfer cydran 200mm o drwch yn cael ei orbwysleisio 13%.
Cryfder Tynnol: Mae'r amrediad yn symud i lawr ond yn cynnal gorgyffwrdd sylweddol, sy'n dangos bod y mecanwaith cryfder craidd yn dal yn weithredol ond yn llai effeithiol.
Ymestyniad: Wedi'i leihau ychydig mewn platiau trwchus iawn, gan ddangos colled bach mewn hydwythedd unffurf.
Gwydnwch Effaith: Mae'r isafswm gwerth ynni (ee, 30 J) yn cael ei gynnal, ond mae hyn yn cael ei fesur ar sampl safonol 10x10mm a gymerwyd o leoliad penodol (yn aml y pwynt trwch 1/4). Gall y caledwch trwodd, yn enwedig yn y llinell ganol, fod yn sylweddol is oherwydd gwahaniad a newidiadau microstrwythurol.
3. Mecanweithiau sy'n Gyrru Gostyngiad Eiddo fesul Trwch
| Eiddo | Mecanwaith Cynradd Diraddio gyda Thickness | Goblygiad Peirianneg |
|---|---|---|
| Cnwd a Chryfder Tynnol | Llai o Gyfradd Oeri yn y Craidd: Yn arwain at ffurfio cyfnodau nad ydynt yn -martensitig (ee, bainite, ferrite) sydd â chryfder is. Hefyd, gall tymheru fod yn llai effeithiol yn y craidd os nad yw'r plât yn cyrraedd tymheredd unffurf. | Rhaid i ddyluniad ddefnyddio'r gwerth cryfder dirywiedig ar gyfer y trwch penodol. Mae'r enw "S690" yn gamarweiniol ar gyfer platiau trwchus. |
| Gwydnwch (Gwrthsefyll Torri Esgyrn) | 1. Microstructural Coarsening: Mae oeri arafach yn arwain at grawn austenite brasach blaenorol a chyfansoddion microstrwythurol. 2. Gwahanu Canolbwynt: Mae amhureddau (P, S) ac elfennau aloi (Mn) yn gwahanu i'r trwch canol yn ystod solidiad ingot, gan greu band parhaus o ddeunydd a allai fod yn frau. |
Mwy o risg o dorri asgwrn brau yn greiddiol, yn enwedig o dan straen oherwydd trwch. Mae'n gorchymyn rheolaeth lem ar sylffwr (Z{-dur o ansawdd) ac efallai y bydd angen profion ychwanegol (ee, profion CTOD manwl). |
| Trwy -Trwch (cyfeiriad Z-) Priodweddau | Cynhwysiadau Hir: Mae cynhwysiant sylffid ac ocsid yn ymestyn i'r cyfeiriad treigl. Mewn platiau trwchus, mae hyn yn creu gwendidau planar yn berpendicwlar i'r cyfeiriad -trawsnewidiol byr (Z). | High risk of lamellar tearing under welding-induced shrinkage stresses. For thicknesses >30mm mewn adeiladwaith weldio, mae nodi S690QL gydag ansawdd Z (ee, Z35) yn orfodol. |
| Priodweddau HAZ Weld | Mwy o Gyfyngiad a Straen Gweddilliol: Mae platiau mwy trwchus yn creu lefelau uwch o ataliad triaxial yn ystod weldio, gan gloi straen gweddilliol uwch a chynyddu tueddiad cracio oer. Mae lled y HAZ meddal hefyd yn cynyddu. | Mae angen gweithdrefnau weldio llymach (cyn-gwres uwch, tymheredd rhyngffordd rheoledig, PWHT o bosibl). Mae'r HAZ wedi'i feddalu yn dod yn ddolen wan fwy a mwy critigol. |
4. Canllawiau Dylunio a Chaffael Seiliedig ar Ymchwil
A. Ar gyfer Dylunwyr:
Peidiwch byth â Defnyddio Cryfder Gradd Enwol: Sicrhewch bob amser yr eiddo mecanyddol gwarantedig ar gyfer yr union ystod trwch o'r dystysgrif safonol neu felin. Perfformio cyfrifiadau gan ddefnyddio'r gwerthoedd gostyngedig (ee, 650 MPa ar gyfer t=65mm).
Mae trwch yn baramedr dylunio: Ystyriwch rannu aelod trwchus yn ddau blât teneuach wedi'u weldio neu eu bolltio gyda'i gilydd. Gall y cynnydd mewn cryfder deunydd (o 650 yn ôl i 690 MPa) orbwyso cost weldiad ychwanegol.
Prioritize Toughness for Thick Sections: For fracture-critical applications (e.g., offshore nodes, heavy crane booms), specify the highest subgrade (S690QL1 for -60°C) and consider additional fracture mechanics testing (CTOD) for thicknesses >50mm.
B. Ar gyfer Gwneuthurwyr a Chaffael:
Mandate Z-Quality for Welded Thick Plates: For any plate >30mm a fydd yn cael ei weldio, yn enwedig mewn cymalau T- neu gymalau cornel, S690QL1 Z35 ddylai fod y fanyleb ddiofyn. Mae hyn yn sicrhau gostyngiad o 35% o leiaf yn arwynebedd y prawf tynnol trwch a'r sylffwr isel iawn.
Request Additional Testing: For very thick plates (>100mm), mae'n ddoeth gofyn am brofion Charpy ychwanegol ar y trwch 1/2 (canol) i gadarnhau unffurfiaeth caledwch.
Deall Gallu'r Felin: Mae'r gallu i ddarparu priodweddau cyson mewn platiau S690QL trwchus yn amrywio fesul melin. Holwch am eu system diffodd (jetiau dŵr pwysedd uchel yn erbyn bath) ac unffurfiaeth ffwrnais tymheru.
5. Crynodeb: Trwch-Masnach Perfformiad-Oddi ar y Gromlin
Gellir delweddu'r berthynas fel set o gromliniau sy'n dirywio:
Cryfder vs. Trwch: Dirywiad cychwynnol serth sy'n gwastatáu'n raddol. Digwydd y derating mwyaf arwyddocaol yn y 50mm cyntaf.
Cryfder (Uniformity) vs. Trwch: Cromlin fwy cymhleth. Mae caledwch wyneb yn parhau i fod yn uchel, ond gall caledwch y llinell ganol ostwng yn sydyn os yw'r gwahanu'n wael a'r plât yn drwchus iawn.
Risg Gwneuthuriad yn erbyn Trwch: Cromlin sy'n codi'n esbonyddol. Mae'r risg o rwygo lamellar, afluniad, craciau weldio, a straen gweddilliol yn cynyddu'n gyflym gyda thrwch.
Casgliad
Ar gyfer S690QL, trwch yw prif benderfynydd ei briodweddau mecanyddol cyflawnadwy. Mae'r "690" enwol yn uchafswm damcaniaethol y gellir ei gyflawni mewn adrannau teneuach yn unig.
Mae peirianneg lwyddiannus gyda S690QL trwchus yn gofyn am strategaeth ddeuol:
Realaeth metelegol: Derbyn a dylunio gyda'r priodweddau dirywiedig a bennir gan y safon ar gyfer y grŵp trwch.
Lliniaru Rhagweithiol: Nodwch lefelau ansawdd uwch (Z-ansawdd, isradd QL1) a chynlluniwch ar gyfer cyfundrefnau gwneuthuriad ac archwilio mwy soffistigedig i wrthweithio'r risgiau cynhenid a gyflwynir gan drwch.
Mae anwybyddu’r berthynas hon yn llwybr uniongyrchol at oramcangyfrif capasiti a thanamcangyfrif y risg, yn enwedig y risg o dorri asgwrn brau sy’n tarddu o graidd cydran drwchus, dan bwysau mawr. Mae perfformiad chwedlonol y deunydd yn gwbl amodol ar ei ddimensiynau traws-.