Per què s'utilitza l'acer Bainite HQ785 de baix carboni
L'acer bainita baix en carboni s'ha convertit en una opció estàndard per a estructures amb molta càrrega perquè ofereix una gran resistència, una bona tenacitat i una soldabilitat fiable a un cost d'aliatge més baix que els graus martensítics temperats i temperats convencionals. Un baix contingut de carboni redueix l'equivalent de carboni, que és el que fa que la soldadura en camp sigui pràctica, mentre que la microestructura bainítica proporciona la força que el carboni hauria proporcionat d'una altra manera.
El grau designat HQ785 té un límit de fluència especificat de 785 MPa. Com altres acers estructurals bainítics, es subministra en estat tractat tèrmicament i el seu rendiment depèn de la combinació exacta d'austenitització, refrigeració i tremp que aplica el molí. Com que la família és relativament jove, el control de la microestructura i l'equilibri entre força i duresa segueixen sent els dos punts que els processadors han de gestionar amb més cura.
Ruta de tractament tèrmic per al Grau
La via de tractament tèrmic per al grau és la normalització, l'extinció i el tremp. La normalització perfecciona l'estructura-forjada o-enrotllada i elimina les bandes. L'extinció a partir de la temperatura d'austenització produeix aleshores el producte de transformació que porta la força, i el tremp alleuja les tensions d'extinció i ajusta l'equilibri de propietat final. La palanca de control més útil després de l'extinció és la temperatura de temperat.
Els assaigs reportats per a acer bainític forjat amb baix carboni d'aquesta classe de resistència van utilitzar temperatures de tremp de 570 C, 600 C, 630 C i 660 C. Després del tractament tèrmic, es van mecanitzar les mostres i es van provar les propietats de tracció, la tenacitat a l'impacte i l'estructura metal·logràfica de manera que la influència de la temperatura de tremp es pogués aïllar de totes les altres variables.
Efecte de la temperatura de temperat sobre la força
| Temperatura de temperat | Resposta de força de rendiment | Resposta de resistència a la tracció |
|---|---|---|
| 570 C a 630 C | Caigudes d'uns 995 MPa a uns 716 MPa | Caigudes d'uns 1077 MPa a uns 804 MPa |
| 660 C | Clara més reducció | Clara més reducció |
La tendència és monòtona: a mesura que augmenta la temperatura de tremp, tant el límit elàstic com la resistència a la tracció disminueixen constantment a través de la finestra de 570 C a 630 C, i la caiguda es fa pronunciada un cop la temperatura arriba als 660 C. La conseqüència pràctica és que un molí o un fabricant que desitgi un marge mesurat per sobre dels 785 MPa, mentre que el fabricant vol provar una resistència a l'extrem de rendiment inferior a la finestra de rendiment inferior la millor tenacitat a baixa temperatura i el mecanitzat més fàcil s'han de temperar cap a l'extrem superior i després comprovar que la resistència encara satisfà el cas de disseny.
Per tant, qualsevol canvi en la temperatura de temperat requereix una re-prova mecànica. La temperatura de temperat no és un paràmetre cosmètic per a aquest grau; mou el producte d'una classe de força a una altra.
Efecte sobre l'allargament i la tenacitat a l'impacte
L'allargament no es veu fortament afectat per la temperatura de temperat a la finestra provada, però augmenta gradualment a mesura que augmenta la temperatura. La tenacitat a l'impacte mostra una resposta més clara i útil: l'energia absorbida augmenta a mesura que augmenta la temperatura de tremp, que és exactament l'ofici que fa que les temperatures de tremp més altes siguin atractives per a estructures que veuen càrrega dinàmica o temperatures de servei ambiental baixes.
La tasca pràctica de desenvolupament d'aquest grau és, per tant, trobar la temperatura de tremp que mantingui la resistència de fluència de manera segura per sobre del mínim especificat mentre s'impulsa la tenacitat tan alta com ho permeti l'aplicació. Per a estructures de clima fred i per a juntes soldades que seran tensades en servei, la part superior de la finestra provada és normalment el millor punt de partida.
Punts de control de procés per a tubs i plaques d'acer bainític
Anoteu la temperatura d'austenitització, el temps de retenció i la velocitat de refredament per a cada càrrega, perquè les temperatures d'inici i final de la transformació bainítica depenen de la velocitat de refredament.
Comproveu que l'extinció hagi produït realment el producte de transformació previst mitjançant un examen metalogràfic en lloc de només per duresa.
Manteniu la temperatura de temperat dins d'una banda estreta i registreu la càrrega del forn; un petit rebasament a la part superior de la finestra costa una gran quantitat de força de fluència.
Proveu les propietats mecàniques en mostres extretes de la mateixa càrrega de tractament tèrmic i, quan el producte sigui un tub o un conjunt soldat, tant del metall base com de la zona afectada per la calor.
Comproveu la planitud i l'estabilitat dimensional després del tremp, ja que l'alleujament de l'estrès d'extinció pot moure un component llarg.
Mantingueu el procediment de soldadura qualificat amb un rang d'entrada de calor que coincideixi amb la producció, perquè les zones afectades per la calor de l'acer bainític són sensibles a l'entrada de calor excessiva.
Preguntes freqüents
P: Quina és la força de fluència especificada de HQ785?
La designació de grau indica un límit elàstic mínim especificat de 785 MPa, que el situa a la classe estructural d'alta resistència mentre es manté soldable a causa del seu baix contingut de carboni.
P: Com canvia la temperatura de temperat la resistència de l'acer?
L'augment de la temperatura de temperat redueix tant la resistència a la fluència com la resistència a la tracció. En els assajos informats, la resistència elàstica va caure d'uns 995 MPa a uns 716 MPa i la resistència a la tracció d'uns 1077 MPa a uns 804 MPa entre 570 C i 630 C, amb una caiguda molt més gran a 660 C.
P: La temperatura de temperat més alta redueix la duresa?
No. La tenacitat a l'impacte i l'allargament milloren a mesura que augmenta la temperatura de tremp, per això s'escullen les temperatures de tremp més altes quan la tenacitat a baixa temperatura és el requisit rector.
P: Per què s'inclou la normalització abans de l'extinció?
La normalització perfecciona l'estructura-forjada o-laminada i redueix la segregació, de manera que l'extinció posterior produeix un producte de transformació més uniforme i un resultat més previsible.
P: Es poden ajustar les propietats després del lliurament?
Ho poden fer, però només mitjançant un tractament tèrmic complet{0}}seguit de noves proves mecàniques. El re-retrepat només és acceptable si la resistència i la tenacitat resultants es tornen a verificar-en comparació amb els requisits de disseny.
P: Què s'ha de comprovar al certificat del molí?
La condició del tractament tèrmic, el rang de temperatura de tremp, els resultats de la resistència a la tracció i el rendiment, els valors d'allargament i impacte i la descripció metal·logràfica de la microestructura.
