برایS460QL(فولاد با استحکام بالا خاموش شده و حرارت داده شده-)، برش با شعله و برش پلاسما در واقع مشمول محدودیتهای شدید هستند یا به روشهای تخصصی، به ویژه برای صفحات ضخیم نیاز دارند. دلایل اصلی، آسیبهای حرارتی-به ریزساختار پیچیده و حرارتی{3}} مواد است که میتواند منجر به خرابیهای فاجعهبار شود.
در اینجا به تفصیل توضیح داده شده است که چرا، و فرآیندهای خاص شامل چه مواردی هستند.
دلیل اصلی: حفاظت از ریزساختار خاموش و معتدل
S460QL ترکیب استثنایی خود از استحکام بالا و چقرمگی خوب را از عملیات حرارتی کوئنچ و تمپرینگ دقیق (Q&T) به دست می آورد. این یک ریزساختار یکنواخت-دانه ریز (معمولاً مارتنزیت یا بینیت گرم شده) ایجاد می کند.
برش با گرمای شدید و موضعی (شعله/پلاسما) این ریزساختار را به سه طریق ویرانگر تهدید می کند:
1. تشکیل یک منطقه تحت تأثیر حرارت سخت و شکننده-(HAZ)
فرآیند:گرمای شدید قوس برش (بیش از 1500 درجه) به سرعت یک نوار باریک از مواد را در امتداد لبه برش تا دمای بالاتر از نقطه بحرانی آن (Ac3) گرم می کند.
مشکل:صفحه سرد و عظیم اطراف به عنوان یک خاموش کننده فوق العاده سریع عمل می کند و باعث می شود که این ناحیه گرم شده مجدداً-به مارتنزیت غیرقابل سخت شدن تبدیل شود.
نتیجه:این یک نوار باریک، شیشه ای{0}}سخت (اغلب 500-600 HV) و بسیار شکننده در امتداد لبه برش ایجاد می کند. به عنوان یک محل شروع عالی برای ترک های تحت بار، به ویژه در شرایط خستگی یا ضربه عمل می کند.
2. القاء تنش های پسماند
گرادیان دمای شدید بین لبه برش داغ و هسته سرد صفحه، تنشهای پسماند کششی بالایی را در داخل و نزدیک HAZ ایجاد میکند. این تنشها به تنشهای سرویس اعمالشده اضافه میکنند و باعث شکست زودرس و افزایش حساسیت به ترک خوردگی تنشی (SCC) میشوند.
3. میکرو-خطر شکنندگی و شکنندگی هیدروژنی
مارتنزیت شکننده و غیرقابل اصلاح در HAZ بسیار مستعد ترک خوردگی میکرو-است.
برش شعله هیدروژن را از گازهای احتراق وارد فلز داغ میکند، که میتواند در HAZ منتشر شود و باعث ایجاد-ترکهای ناشی از هیدروژن (HIC) یا ترکخوردگی تاخیری شود، گاهی اوقات چند ساعت یا چند روز پس از برش.
عواقب برش حرارتی کنترل نشده
اگر یک صفحه ضخیم S460QL بدون کنترل بریده شود و در خدمت قرار گیرد:
یک ترک از HAZ شکننده شروع می شود.
ترک از طریق HAZ منتشر می شود.
سپس به فلز پایه سخت و انعطاف پذیر می رسد.
شکستگی شکننده و فاجعه بار می تواند رخ دهد، اغلب بدون تغییر شکل پلاستیک قابل توجه. این برای اجزای{1}}ایمنی حیاتی مانند بوم های جرثقیل یا گره های دریایی غیرقابل قبول است.
فرآیندها و محدودیتهای ویژه برای برش شعله/پلاسما
هنگامی که برش حرارتی مجاز است (معمولاً توسط برگه اطلاعات تأمین کننده مواد یا مشخصات پروژه تعریف می شود)، تحت شرایط کاملاً کنترل شده است:
1. پیش گرم کردن اجباری
هدف:برای کاهش سرعت خنک کننده پس از برش، جلوگیری از تشکیل مارتنزیت سخت و غیرقابل استفاده.
روش:کل ناحیه صفحه در اطراف خط برش تا دمای مشخصی گرم می شود (معمولاً 100 درجه - 200 درجه +، بسته به ضخامت و درجه).
اثر: گرادیان دما را کاهش میدهد و به HAZ اجازه میدهد تا به ساختارهای نرمتر و انعطافپذیرتر تبدیل شود (مانند مارتنزیت یا بینیت).
2. کنترل دقیق پارامترهای برش
به حداقل رساندن حرارت ورودی: از سرعت، فشار گاز و جریان بهینه برای ایجاد یک برش تمیز با حداقل حرارت ورودی ممکن استفاده کنید.
وضعیت صفحه: برش باید از سطح نورد شده انجام شود، نه از لبه بریده شده، برای جلوگیری از غلظت تنش.
3. ارسال-تنظیم برش لبه برش (کاملاً حیاتی)
این غیرقابل مذاکره-است. HAZ سخت شده باید حذف شود.
روش: سنگ زنی یا ماشین کاری برای برداشتن عمق مشخصی از مواد از لبه برش (به عنوان مثال، حداقل 3 تا 5 میلی متر برای صفحات ضخیم).
تأیید: سختی لبه باقیمانده باید بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که از حداکثر تعیین شده تجاوز نمی کند (به عنوان مثال، 380 HV10). این اغلب یک نقطه بازرسی اجباری است.
4. برای برش شعله به طور خاص: استفاده از گازهای سوخت "خشک".
برای به حداقل رساندن ورود هیدروژن، سوخت هایی مانندپروپیلن یا "FlameGas"به استیلن ترجیح داده می شود که محتوای هیدروژن بیشتری در شعله آن دارد.
جایگزین ترجیحی: روش های برش سرد
برای کاربردهای حیاتی، ایمنترین و اغلب مقرون به صرفهترین انتخاب (هنگامی که کیفیت و ریسک کلی در نظر گرفته میشود) اجتناب از برش حرارتی و استفاده از روشهای برش سرد است:
فرز / ماشینکاری: استاندارد طلایی برای دقت و آسیب حرارتی صفر. ایده آل برای آماده سازی لبه های جوش.
برش واترجت ساینده: برای اشکال پیچیده عالی است، هیچ HAZ تولید نمی کند و هیچ تنش حرارتی یا مکانیکی ایجاد نمی کند. جایگزین پیشرو برای صفحات ضخیم.
اره کردن (با تیغه های کاربید- نوک دار یا ساینده): مناسب برای برش های مستقیم.
خلاصه:جریان تصمیم گیری
نتیجه گیری:این محدودیت به دلیل برش حرارتی کنترل نشده وجود داردdestroyes خواص بسیار S460QL خریداری شده است. "فرایندهای ویژه" (پیش گرم کردن، حذف لبه) گران و{2}}اقدامات کاهشی زمان بر هستند. بنابراین، برای تمام لبههای بحرانی، برش سرد انتخاب پیشفرض و اجباری در ساخت{4}}فولادهای خنکشده و گرم شده با یکپارچگی بالا است.