1. Legiravimo elementai, kurie padidina atsparumą smūgiams
(1) Nikelis (Ni): veiksmingiausias žemos{1}}temperatūros atsparumo stiprintuvas
Mechanizmas: Ni sumažinaplastiška{0}}trapi pereinamoji temperatūra (DBTT)Q355GNH. Jis stabilizuoja austenito fazę žemoje temperatūroje, atitolina austenito virsmą trapiu martensitu ir skatina smulkių, vienodų ferito -perlito mikrostruktūrų susidarymą.
Poveikis: Q355GNH paprastai yra 0,20–0,50 % Ni. 0,30 % Ni kiekis gali pakeisti DBTT nuo -20 laipsnių (be Ni) iki -40 laipsnių, žymiai pagerindamas smūgio energiją esant -40 laipsnių (pvz., nuo<27J to ≥34J, meeting GB/T 4171 requirements).
Pastaba: Excessive Ni (>0,60 %) yra nereikalingas, nes nežymiai pagerina kietumą, bet padidina medžiagų sąnaudas.
(2) Manganas (Mn): subalansuoja stiprumą ir kietumą
Mechanizmas: Mn ištirpsta ferite, kad pagerintų grūdelių dydį (stabdydamas grūdelių augimą kaitinant) ir padidina ferito -perlito struktūros vienodumą. Jis taip pat kompensuoja trapumą sieros (S), sudarydamas MnS inkliuzus (kurie yra mažiau kenksmingi nei FeS).
Poveikis: Q355GNH reikia 0,45–1,60 % Mn. Vidutinis Mn kiekis (1,0–1,4 %) užtikrina takumo ribą, didesnę arba lygų 355 MPa, išlaikant gerą kietumą; per mažas Mn (<0.60%) leads to coarse grains and reduced toughness, while too high Mn (>1,60%) gali susidaryti kietas bainitas, padidinantis trapumą.
(3) Varis (Cu) ir chromas (Cr): sinergetinė apsauga su kontroliuojamu kietumo poveikiu
Mechanizmas: Cu (0,20–0,60 %) ir Cr (0,30–0,80 %) yra pagrindiniai Q355GNH atmosferos poveikio elementai, tačiau jie taip pat netiesiogiai palaiko kietumą. Jie skatina tankaus, prilipusio rūdžių sluoksnio (-FeOOH) susidarymą, kuris apsaugo nuo korozijos{7}}sukeliamų mikroįtrūkimų (kurie pablogina kietumą).
Poveikis: When kept within standard ranges, Cu and Cr do not harm toughness. However, excessive Cr (>0.80%) may form hard Cr-rich carbides (e.g., Cr₇C₃) at grain boundaries, increasing brittleness; excessive Cu (>0,60 %) gali sukelti „karštą trumpumą“ (įtrūkimus apdorojimo metu) ir sumažinti plastiškumą.
2. Priemaišos, mažinančios smūgio atsparumą
(1) Fosforas (P): pagrindinis trapumą skatinantis veiksnys
Mechanizmas: P stipriai atsiskiria ties ferito grūdelių ribomis, susilpnindamas tarpkristalinį ryšį. Tai smarkiai padidina DBTT ir sumažina smūgio energiją esant žemai temperatūrai (pvz., 0,03 % P gali sumažinti -40 laipsnių smūgio energiją nuo 40 J iki 20 J).
Kontrolės reikalavimas: GB/T 4171 įpareigoja P Mažiau nei 0,035 % arba lygu Q355GNH. Naudojant ypač šaltame klimate (pvz., -40 laipsnių eksploatacijai), P dažnai reguliuojamas kaip Mažiau nei 0,025 % arba lygus jai, kad būtų užtikrintas kietumas.
(2) Siera (S): sudaro kenksmingus intarpus
Mechanizmas: S reaguoja su Fe, sudarydamas FeS – žemos -lydymosi- temperatūros intarpą, kuris kaupiasi ties grūdelių ribomis. FeS sukelia „šaltą trapumą“-jis lengvai įtrūksta veikiant smūgiams, ypač esant žemai temperatūrai.
Kontrolės reikalavimas: S turi būti mažesnis arba lygus 0,035 % (GB/T 4171). Praktikoje S dažnai reguliuojamas iki Mažesnis nei 0,020 % arba lygus jai pridedant Mn (kad susidarytų MnS, kuris yra lankstesnis ir mažiau kenkia kietumui).
(3) Anglis (C): griežtai subalansuota, kad būtų išvengta trapumo
Mechanizmas: C stiprina plieną sudarydamas karbidus, bet sumažina kietumą padidindamas perlito kiekį (perlitas yra kietesnis ir mažiau plastiškas nei feritas). Per didelis C kiekis skatina trapaus martensito susidarymą aušinimo metu.
Kontrolės reikalavimas: C ≤0.19% for Q355GNH. A low C content (0.12–0.16%) ensures a ferrite-rich microstructure (≥60% ferrite), maintaining high impact toughness; C >0,19% padidina perlito kiekį ir sumažina kietumą.
3. Mikroelementai, kurie{1}}sureguliuoja tvirtumą
Aliuminis (Al): Pridėtas kaip deoksidatorius (bendras Al didesnis arba lygus 0,020 %), Al sudaro AlN daleles, kurios pritvirtina grūdelių ribas ir neleidžia grūdams sutirštėti terminio apdorojimo metu. Smulkūs grūdeliai žymiai pagerina atsparumą žemoje -temperatūroje.
Niobis (Nb) arba titanas (Ti): Optional additions (Nb: 0.015–0.060%; Ti: 0.02–0.10%), they form carbides/nitrides that refine grains and strengthen the matrix without reducing toughness-ideal for thick Q355GNH plates (e.g., >50 mm), kur grūdų sutirštėjimo pavojus.
