تفاوت های اصلی در ترکیب شیمیایی بین Q390B و Q355B به طور استراتژیک برای دستیابی به 10٪ افزایش در حداقل استحکام تسلیم (از 355 مگاپاسکال به 390 مگاپاسکال) و در عین حال حفظ جوش پذیری و چقرمگی طراحی شده است. Q390B از طریق مقادیر بیشتر عناصر تقویت کننده و کنترل دقیق تر ناخالصی ها به این امر دست می یابد.
در اینجا یک مقایسه دقیق-در کنار-بر اساس GB/T 1591-2018 آمده است:
جدول مقایسه ترکیب کلید
(مقادیر حداکثر درصد هستند مگر اینکه به عنوان محدوده مشخص شوند. بر اساس مشخصات استاندارد برای ضخامت کمتر یا مساوی 40 میلی متر.)
| عنصر | Q355B | Q390B | هدف و مفهوم تفاوت |
|---|---|---|---|
| کربن (C) | کمتر یا مساوی 0.24% | کمتر یا مساوی 0.20٪ | Q390B حداکثر کربن کمتری دارد. این برای کنترل جوش پذیری و چقرمگی بسیار مهم است، زیرا افزایش استحکام از عناصر دیگر ناشی می شود. |
| منگنز (Mn) | کمتر یا مساوی 1.60% | کمتر یا مساوی 1.70٪ | Q390B اجازه می دهد تا منگنز کمی بیشتر شود. منگنز یک تقویت کننده اولیه و مقرون به صرفه{2}}و تصفیه کننده غلات است. افزایش مستقیم به استحکام بالاتر کمک می کند. |
| سیلیکون (Si) | کمتر یا مساوی 0.55% | کمتر یا مساوی 0.55% | مشابه. سیلیکون یک ضد اکسید کننده و تقویت کننده محلول جامد است. |
| فسفر (P) | کمتر یا مساوی 0.035٪ | کمتر یا مساوی 0.030% | محدودیت سختگیرانه برای Q390B. فسفر فولاد را شکننده می کند. حد پایین باعث بهبود چقرمگی کلی و مقاومت در برابر شکست شکننده می شود. |
| گوگرد (S) | کمتر یا مساوی 0.035٪ | کمتر یا مساوی 0.030% | محدودیت سختگیرانه برای Q390B. گوگرد ادخال های مضر (MnS) ایجاد می کند که شکل پذیری و از طریق{2}}خواص ضخامت (Z-جهت) را کاهش می دهد. گوگرد کمتر، جوش پذیری و مقاومت در برابر پارگی لایه را بهبود می بخشد. |
| میکرو-عناصر آلیاژی (V، Nb، Ti) | اختیاری / ممکن است اضافه شود | اغلب اجباری / بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد | این مهم ترین تفاوت است. Q390B به طور مداوم بر تقویت بارش از این عناصر متکی است: • وانادیوم (V): کمتر یا مساوی 0.20٪ • نیوبیم (Nb): کمتر یا مساوی 0.07٪ • تیتانیوم (Ti): کمتر یا مساوی 0.20% این عناصر ذرات ریز کربنیترید را تشکیل می دهند که نابجایی ها و مرزهای دانه را سنجاق می کنند و بدون عملیات حرارتی شدید به طور قابل توجهی استحکام را افزایش می دهند. |
| معادل کربن (Ceq) | به طور معمول ~0.40-0.45٪ | به طور معمول ~0.44-0.49٪ | Q390B حداکثر Ceq مجاز بالاتری دارد. علیرغم کربن کمتر، اثر ترکیبی منگنز و آلیاژهای میکرو{2}} بالاتر، Ceq را افزایش میدهد. این یک معامله اصلی است: استحکام بالاتر به قیمت افزایش سختی پذیری و کاهش اندکی جوش پذیری. |
مفاهیم عملی این تفاوت ها
1. مکانیسم قدرت
Q355B:قدرت عمدتاً از آنجا ناشی می شودm تقویت محلول جامد (Mn، Si) و پالایش دانه.
Q390B:قدرت ازتقویت محلول جامد + تقویت بارندگی (میکرو-آلیاژ). اینیک مکانیسم تقویت کارآمدتر است که امکان استحکام بالاتر را بدون افزایش زیاد کربن فراهم می کند.
2. قابلیت جوشکاری
Q355B:جوش پذیری عالی معمولاً برای مقاطع نازک-تا-در شرایط عادی، پیش گرمایش لازم نیست.
Q390B:جوش پذیری خوب اما سخت تر. Ceq بالاتر، سختیپذیری مواد را افزایش میدهد و خطر تشکیل مارتنزیت سخت و شکننده را در حین جوشکاری در منطقه متاثر از گرما (HAZ) افزایش میدهد.
نتیجه:جوش Q390Bاغلب به پیش گرمایش اجباری، سخت تر نیاز داردکنترل گرمای ورودی و استفاده ازlow-روش های جوشکاری هیدروژنی بهجلوگیری از ترکخوردگی سرد ناشی از هیدروژن-.
3. چقرمگی و شکل پذیری
Q390B چقرمگی خوبی را در مقایسه با Q355B حفظ میکند (هر دو بیشتر یا برابر با 34J در +20 درجه تضمین میکنند) به دلیل:
حداکثر محتوای کربن پایین تر
محدودیت های سخت گیرانه تر در P و S (عناصر شکننده).
پالایش دانه از میکرو-آلیاژها (Nb، Ti).
با این حال، اگر جوشکاری به درستی کنترل نشود، HAZ Q390B می تواند چقرمگی کمتری نسبت به Q355B نشان دهد.
4. ساخت
شکل دهی سرد:Q390B به دلیل استحکام بالاتر به نیروی کمی بیشتر نیاز دارد.
برش شعله و فرآیندهای حرارتی:مشابه Q355B، اما خطر سخت شدن و ترک خوردن در لبه های بریده شده برای Q390B کمی بیشتر است، که گاهی اوقات نیاز به پیش گرم کردن برای مقاطع ضخیم دارد.
خلاصه
تفاوت ترکیب شیمیایی نشان دهنده یک عمدی استتجارت الکترونیکی مهندسی-:
Q355B برای حداکثر جوش پذیری و قابلیت ساخت با استحکام بسیار خوب بهینه شده است.
Q390B برای استحکام بالاتر در عین حفظ جوش پذیری قابل قبول بهینه شده است. این امر با تکیه بر میکرو{2}}آلیاژ (V، Nb) برای سخت شدن بارش، افزایش اندکی منگنز و کاهش همزمان عناصر مضر (C، P، S) برای جبران افزایش سختیپذیری، به این مهم دست مییابد.
برای طراح/سازنده، این به این معنی است:
زمانی که استحکام کافی است و سهولت/هزینه ساخت مهم است، Q355B را انتخاب کنید.
زمانی که طراحی به استحکام بالاتری برای کاهش وزن یا اندازه اعضا نیاز دارد، Q390B را انتخاب کنید و می توانید رویه های جوشکاری کنترل شده لازم را اجرا کنید.