ההבדלים העיקריים בהרכב הכימי בין Q390B ל-Q355B מתוכננים אסטרטגית כדי להשיג את העלייה של ~10% בחוזק התפוקה המינימלי (מ-355 MPa ל-390 MPa) תוך שמירה על יכולת הריתוך והקשיחות. Q390B משיג זאת באמצעות כמויות גבוהות יותר של אלמנטים מחזקים ובקרה קפדנית יותר על זיהומים.
להלן השוואה מפורטת-זה לצד-על בסיס GB/T 1591-2018:
טבלת השוואה של הרכב מפתח
(הערכים הם אחוזים מקסימליים אלא אם צוין כטווח. מבוסס על מפרטים סטנדרטיים עבור עובי קטן או שווה ל-40 מ"מ.)
| אֵלֵמֶנט | Q355B | Q390B | מטרה והשלכה של ההבדל |
|---|---|---|---|
| פחמן (C) | פחות או שווה ל-0.24% | פחות או שווה ל-0.20% | ל-Q390B יש פחמן מקסימלי נמוך יותר. זה קריטי כדי לשלוט ביכולת הריתוך והקשיחות, מכיוון שהעלייה בחוזק מגיעה מאלמנטים אחרים. |
| מנגן (Mn) | פחות או שווה ל-1.60% | פחות או שווה ל-1.70% | Q390B מאפשר מעט יותר Mn. מנגן הוא מחזק ועידון דגנים ראשוני וחסכוני-. הגידול תורם ישירות לחוזק גבוה יותר. |
| סיליקון (Si) | פחות או שווה ל-0.55% | פחות או שווה ל-0.55% | דוֹמֶה. סיליקון הוא מסיר חמצון ומחזק תמיסות מוצקות. |
| זרחן (P) | פחות או שווה ל-0.035% | פחות או שווה ל-0.030% | הגבלה מחמירה יותר עבור Q390B. זרחן מפורר פלדה. הגבול התחתון משפר את הקשיחות הכללית ואת העמידות בפני שבר שביר. |
| גופרית (S) | פחות או שווה ל-0.035% | פחות או שווה ל-0.030% | הגבלה מחמירה יותר עבור Q390B. גופרית יוצרת תכלילים מזיקים (MnS) המפחיתים משיכות ובאמצעות-מאפייני עובי (כיוון Z-). גופרית נמוכה יותר משפרת את יכולת הריתוך ואת עמידות הקריעה למלרית. |
| מיקרו-אלמנטים סגסוגים (V, Nb, Ti) | אופציונלי / ניתן להוסיף | לעתים קרובות חובה / יותר מנוצל | זה ההבדל הכי קריטי. Q390B מסתמך באופן עקבי יותר על התחזקות משקעים מהאלמנטים האלה: • ונדיום (V): פחות או שווה ל-0.20% • ניוביום (Nb): פחות או שווה ל-0.07% • טיטניום (Ti): פחות או שווה ל-0.20% אלמנטים אלה יוצרים חלקיקי קרבוניטריד עדינים המחברים נקעים וגבולות גרגרים, ומגדילים משמעותית את החוזק ללא טיפול בחום דרסטי. |
| שווה ערך פחמן (Ceq) | בדרך כלל ~0.40-0.45% | בדרך כלל ~0.44-0.49% | ל-Q390B יש Ceq מרבי מותר גבוה יותר. למרות הפחמן הנמוך שלו, ההשפעה המשולבת של Mn וסגסוגות מיקרו- גבוהות יותר מעלה את ה-Ceq. זהו היסוד המרכזי-: חוזק גבוה יותר במחיר של יכולת קשיחות מוגברת ויכולת ריתוך מופחתת מעט. |
השלכות מעשיות של הבדלים אלה
1. מנגנון חוזק
Q355B:הכוח מגיע בעיקר מכאןm חיזוק תמיסה מוצקה (Mn, סי) ועידון תבואה.
Q390B:כוח מגיע מחיזוק תמיסה מוצקה + חיזוק משקעים (מיקרו-סגסוגת). זֶההוא מנגנון חיזוק יעיל יותר, המאפשר חוזק גבוה יותר ללא עלייה גדולה בפחמן.
2. ריתוך
Q355B:יכולת ריתוך מעולה. לעתים קרובות אין צורך בחימום מוקדם עבור חלקים דקים-עד-בינוניים בתנאים רגילים.
Q390B:יכולת ריתוך טובה אך תובענית יותר. ככל שה-Ceq גבוה יותר מגביר את יכולת ההתקשות של החומר, ומעלה את הסיכון להיווצרות מרטנזיט קשה ושביר באזור החום-המושפע (HAZ) במהלך הריתוך.
תוֹצָאָה:ריתוך Q390Bלעתים קרובות דורש חימום מוקדם חובה, מחמיר יותרשליטה על קלט חום, והשימוש בlאו-נהלי ריתוך מימןלמנוע פיצוח קר שנגרם-של מימן.
3. קשיחות וגמישות
Q390B שומר על קשיחות טובה הדומה ל-Q355B (שניהם מבטיחים גדול או שווה ל-34J ב-+20 מעלות) בשל:
תכולת פחמן מקסימלית נמוכה יותר.
הגבלות מחמירות יותר על P ו-S (אלמנטים מפוררים).
חידוד דגנים מסגסוגות מיקרו-(Nb, Ti).
עם זאת, אם הריתוך אינו נשלט כראוי, ה-HAZ של Q390B יכול להפגין קשיחות נמוכה יותר מאשר Q355B.
4. ייצור
גיבוש קר:Q390B דורש מעט יותר כוח בגלל החוזק הגבוה שלו.
חיתוך להבה ותהליכים תרמיים:דומה ל-Q355B, אך הסיכון להתקשות ולסדקים בקצוות החתוכים מעט גבוה יותר עבור Q390B, ולפעמים מצריך חימום מוקדם עבור חלקים עבים.
תַקצִיר
ההבדלים בהרכב הכימי משקפים מכווןסחר הנדסה-:
Q355B מותאם ליכולת ריתוך מקסימלית ויכולת עיבוד עם חוזק טוב מאוד.
Q390B מותאם לחוזק גבוה יותר תוך שמירה על יכולת ריתוך מקובלת. הוא משיג זאת על ידי הסתמכות על מיקרו-ניזג (V, Nb) להתקשות משקעים, הגדלת מעט Mn, ובו זמנית הורדת יסודות מזיקים (C, P, S) כדי לפצות על יכולת ההתקשות המוגברת.
עבור המעצב/יצרן, זה אומר:
בחר Q355B כאשר החוזק מספק והקלות/עלות הייצור חשובים ביותר.
בחר Q390B כאשר העיצוב דורש חוזק גבוה יותר כדי להפחית משקל או גודל של איברים, ותוכל ליישם את הליכי הריתוך המבוקרים הדרושים.