Q345 är en typ av stål. Det är ett låg-legerat stål (C < 0,2 %), flitigt använt i konstruktion, broar, fordon, fartyg, tryckkärl, etc. "Q" representerar sträckgränsen för detta material och "345" indikerar dess sträckvärde, vilket är cirka 345 MPa. Flytvärdet minskar när tjockleken på materialet ökar.
Q345 har goda generella mekaniska egenskaper, acceptabel låg-temperaturprestanda och god plasticitet och svetsbarhet. Den används för medel- och lågtryckskärl, oljetankar, fordon, kranar, gruvmaskiner, kraftverk, broar och andra strukturer som utsätts för dynamiska belastningar, såväl som mekaniska delar, byggnadskonstruktioner och allmänna metallkonstruktionskomponenter. Den används i varmvalsade- eller normaliserade förhållanden och kan användas i olika strukturer i kalla områden under -40 grader.
Bildbetygsklassificering
Q345 är klassificerad i fyra kvaliteter: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D och Q345E. Den största skillnaden mellan dem är deras slagtemperatur.
Q345A klass: Ingen slagprovning;
Q345B klass: Slagprov vid 20 grader (normal temperatur);
Q345C betyg: Slagprov vid 0 grader ;
Q345D klass: Slagprov vid -20 grader ;
Q345E betyg: Slagprov vid -40 grader .
Stötvärdena varierar beroende på anslagstemperaturen.
Bild Kemisk sammansättning
Q345A: C Mindre än eller lika med 0,20, Mn Mindre än eller lika med 1,7, Si Mindre än eller lika med 0,55, P Mindre än eller lika med 0,045, S Mindre än eller lika med 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C Mindre än eller lika med 0,20, Mn Mindre än eller lika med 1,7, Si Mindre än eller lika med 0,55, P Mindre än eller lika med 0,040, S Mindre än eller lika med 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C Mindre än eller lika med 0,20, Mn Mindre än eller lika med 1,7, Si Mindre än eller lika med 0,55, P Mindre än eller lika med 0,035, S Mindre än eller lika med 0,035, V 0,02~0,15, Al Större än eller lika med 0,015;
Q345D: C Mindre än eller lika med 0,20, Mn Mindre än eller lika med 1,7, Si Mindre än eller lika med 0,55, P Mindre än eller lika med 0,030, S Mindre än eller lika med 0,030, V 0,02~0,15, Al Större än eller lika med 0,015;
Q345E: C Mindre än eller lika med 0,20, Mn Mindre än eller lika med 1,7, Si Mindre än eller lika med 0,55, P Mindre än eller lika med 0,025, S Mindre än eller lika med 0,025, V 0,02~0,15, Al Större än eller lika med 0,015;
Bildjämförelse med 16Mn
Q345 stål är en ersättning för flera äldre stålsorter, inklusive 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE och 16Mn, inte bara 16Mn stål. Den kemiska sammansättningen av 16Mn och Q345 är också annorlunda.
Ännu viktigare är att tjockleksgrupperingsdimensionerna för de två stålen baserat på deras sträckgräns skiljer sig avsevärt, vilket oundvikligen kommer att orsaka förändringar i den tillåtna spänningen hos material med vissa tjocklekar. Därför är det olämpligt att helt enkelt applicera den tillåtna spänningen för 16Mn stål på Q345 stål; den tillåtna spänningen bör om-bestämmas baserat på de nya dimensionerna för ståltjockleksgruppering. Huvudkomponentförhållandet för Q345-stål är i princip detsamma som för 16Mn-stål, skillnaden är tillsatsen av spårlegeringselement V, Ti och Nb. Dessa små mängder V, Ti och Nb förfinar kornstrukturen, vilket avsevärt förbättrar stålets seghet och övergripande mekaniska egenskaper.
Detta möjliggör även tillverkning av tjockare stålplåtar. Därför bör de övergripande mekaniska egenskaperna hos Q345-stål vara överlägsna de för 16Mn-stål, särskilt dess låga-temperaturprestanda, som 16Mn-stål saknar. Den tillåtna spänningen för Q345-stål är något högre än för 16Mn-stål.
Bild
Jämförelse av bildprestanda
Q345D sömlösa stålrör Mekaniska egenskaper:
Draghållfasthet: 490-675 Nm; Sträckgräns: Större än eller lika med 345 Nm; Förlängning: Större än eller lika med 22 %
Q345B sömlösa stålrör Mekaniska egenskaper:
Draghållfasthet: 490-675 Nm; Sträckgräns: Större än eller lika med 345 Nm; Förlängning: Större än eller lika med 21 %
Q345A sömlösa stålrör Mekaniska egenskaper:
Draghållfasthet: 490-675 Nm; Sträckgräns: Större än eller lika med 345 Nm; Förlängning: Större än eller lika med 21 %
Q345C sömlösa stålrör Mekaniska egenskaper:
Draghållfasthet: 490-675 Nm; Sträckgräns: Större än eller lika med 345 Nm; Förlängning: Större än eller lika med 22 %
Q345E sömlösa stålrör Mekaniska egenskaper:
Draghållfasthet: 490-675 Nm; Sträckgräns: Större än eller lika med 345 Nm; Förlängning: Större än eller lika med 22 %
Bildproduktserie
Jämförelse av Q345D-stål med Q345A-, B- och C-stål. Den låga-temperaturen för slagenergitestet är låg. Den har bra prestanda. Innehållet av skadliga ämnen P och S är lägre än Q345A, B och C.
Marknadspriset är högre än Q345A, B och C.
Q345d definition: ① Den består av Q + nummer + kvalitetsklasssymbol + symbol för deoxidationsmetod. Dess stålkvalitet har prefixet "Q", som representerar stålets sträckgräns. Följande siffra anger flytgränsvärdet i MPa. Till exempel representerar Q235 kolkonstruktionsstål med en sträckgräns (σs) på 235 MPa.
② Vid behov kan symboler som indikerar kvalitetsklass och deoxidationsmetod läggas till efter stålsorten. Kvalitetsklasssymbolerna är A, B, C och D.
Symboler för deoxidationsmetod: F indikerar kantstål; b indikerar halv-dödat stål; Z indikerar dödat stål; TZ indikerar speciellt dödat stål. Avdödat stål får inte ha en symbol, dvs både Z och TZ kan utelämnas. Till exempel, Q235-AF indikerar stål av kvalitet A.
③ Kolstål för speciella ändamål, såsom brostål och marint stål, använder i princip beteckningsmetoden för kolkonstruktionsstål, men med en extra bokstav som anger tillämpningen som läggs till i slutet av stålsorten.
Q345 (Low Alloy High Strength Steel) - Utdrag från onlinematerial
Bild: Materialintroduktion
1. Den kemiska sammansättningen av Q345 visas i tabellen nedan (%):
Element
C Mindre än eller lika med
Mn
Si Mindre än eller lika med
P Mindre än eller lika med
S Mindre än eller lika med
Al Större än eller lika med
V
Obs
Ti
Innehåll
0.2
1.0-1.6
0.55
0.035
0.035
0.015
0.02-0.15
0.015-0.06
0.02-0.2
2. De mekaniska egenskaperna hos Q345C visas i tabellen nedan (%):
Mekaniskt egendomsindex
Förlängning (%)
Testtemperatur 0 grader
Draghållfasthet MPa
Flytgräns MPa Större än eller lika med
Värde
δ5 Större än eller lika med 22
J Större än eller lika med 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Där väggtjockleken är mellan 16-35 mm, σs större än eller lika med 325Mpa; där väggtjockleken är mellan 2. Svetsegenskaper hos Q345 stål
2.1 Beräkning av kolekvivalent (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Beräknad Ceq=0.49%, större än 0,45%, vilket indikerar att svetsbarheten för Q345-stål inte är särskilt bra, och strikta processåtgärder måste formuleras under svetsning.
2.2 Vanliga problem vid svetsning av Q345 stål
2.2.1 Härdningstendens hos den -påverkade zonen
Under nedkylningsprocessen för svetsning av Q345-stål är den värme-påverkade zonen benägen att bilda en härdad struktur-martensit, vilket ökar hårdheten och minskar plasticiteten nära svetsen. Detta resulterar i efter-svetssprickor.
2.2.2 Känslighet för kallsprickbildning
De huvudsakliga svetssprickorna i Q345 stål är kallsprickor.
Svetskonstruktionsprocess
Spårförberedelse → Häftsvetsning → Förvärmning → Inre kantsvetsning → Ryggrotsrengöring (kolbågsgjutning) → Yttre kantsvetsning → Innerkantsvetsning → Själv-inspektion/särskild inspektion → Efter-Svetsvärmebehandling → Icke-graderad{2}
Val av svetsprocessparametrar
Baserat på svetsbarhetsanalysen av Q345 stål, formuleras följande mått:
1. Val av svetsmaterial
På grund av den höga tendensen hos Q345-stål att kallspricka, bör svetsmaterial med låg-vätevätehalt väljas. Med tanke på principen att svetsfogen ska ha samma styrka som basmetallen, väljs svetselektroder av typ E5015 (J507).
Kemisk sammansättning visas i tabellen nedan (%):
Element
C
Mn
Si
S
P
Cr
Mo
V
Ti
Innehåll
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Mekaniska egenskaper visas i tabellen nedan:
Indikatorer för mekaniska egenskaper
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 grader
Värde
440
540
31
79
164 114 76
(Träckhållfastheten bör vara större än sträckgränsen)
2. Avfasningstyp: (Leverans enligt ritningar och utrustning)
3. Svetsmetod: Manuell bågsvetsning (D).
4. Svetsström: För att undvika grov svetsmikrostruktur och minskad slagseghet måste små-svetsparametrar användas. Specifika åtgärder inkluderar: användning av elektroder med liten-diameter, smala svetssträngar, tunna svetsskikt och en fler-lager, fler-svetsprocess (svetssekvensen visas i figur 1). Svetssträngens bredd bör inte överstiga tre gånger elektrodlängden och svetsskiktets tjocklek bör inte överstiga 5 mm. För det första till tredje lagret, använd Ф3,2 elektroder med en svetsström på 100-130A; för det fjärde till sjätte lagret, använd Ф4.0-elektroder med en svetsström på 120-180A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45 %, förvärmning är nödvändig före svetsning. Förvärmningstemperaturen T0=100-150 grad och interpasstemperaturen Ti Mindre än eller lika med 400 grader.
6. Parametrar för värmebehandling efter-svetsning: För att minska kvarvarande svetsspänning, minska vätehalten i svetsen och förbättra svetsens mikrostruktur och egenskaper, krävs värmebehandling efter-svets. Värmebehandlingstemperaturen är 600-640 grader, hålltiden är 2 timmar (för en plåttjocklek på 40 mm), och uppvärmnings-/kylhastigheten är 125 grader /h.
Svetssekvens på-plats
1. Förvärmning före svetsning
Innan du svetsar flänsplattorna, förvärm dem i 30 minuter innan du börjar svetsa. Förvärmning, interpass-temperatur och värmebehandling styrs automatiskt av ett värmebehandlingstemperaturstyrskåp med hjälp av en lång-infraröd transportbandsuppvärmningsugn. En mikrodator ställer in och registrerar värmekurvorna automatiskt och termoelement mäter temperaturen. Under förvärmning är termoelementets mätpunkter 15 mm-20 mm bort från den avfasade kanten.
2. Svetsning
2.1 För att förhindra svetsdeformation svetsas varje pelarfog symmetriskt av två personer, med svetsriktningen från mitten och utåt. Vid svetsning av den inre kanten (fasningen nära banan) måste det första till tredje lagret använda en liten-skala operation, eftersom detta är huvudorsaken till svetsdeformation. Efter svetsning av det första till tredje lagret rengörs baksidan. Efter kolbågsmejsling måste svetsen slipas mekaniskt för att avlägsna ytförkolning, exponera den metalliska lystern och förhindra allvarlig ytförkolning som kan orsaka sprickor. Den yttre svetsen ska slutföras i en omgång, med den återstående inre svetsen avslutad sist.
2.2 Vid svetsning av det andra lagret bör svetsriktningen vara motsatt det första lagret, och så vidare. Varje svetsfog ska vara förskjuten med 15-20 mm.
2.3 Svetsströmmen, svetshastigheten och antalet svetsskikt bör vara konsekventa för båda svetsarna.
2.4 Svetsning bör börja på båg-startplattan och sluta på båg-ändplatta. Efter svetsning, skär av svetsen och slipa den ren.
3. Efter-svetsvärmebehandling: Svetsfogen bör värmebehandlas-inom 12 timmar efter slutförandet. Om värmebehandling inte kan utföras omedelbart, bör värmebevarande och långsamma nedkylningsåtgärder vidtas. Under värmebehandlingen ska två termoelement användas för temperaturmätning, med termoelementen punktsvetsade på insidan och utsidan av svetsfogen.
4. Svetsinspektion
Enligt kraven i *Code for Construction and Acceptance of Steel Structures* användes ultraljudstestning för att inspektera svetsfogar, med en inspektionsgrad på 100 %.
Teknisk hantering på-platsen
1. Detaljerade svetsinstruktioner utarbetades.
2. Full-processkontroll av svetsprocessen är kärnan för att säkerställa kvalitet.
Under svetsningen av varje pelarfog bör en utsedd person övervaka svetsprocessen. Om svetsaren inte följer bruksanvisningen ska svetsningen omedelbart avbrytas. Under svetsprocessen bör värmebehandlingspersonal övervaka interpasstemperaturen genomgående; om det överskrider standarden ska svetsaren omedelbart meddelas att svetsningen ska avbrytas.
3. Att förbättra byggpersonalens kvalitetsmedvetenhet är nyckeln till att implementera svetsprocessen.
Före bygget genomfördes en fullständig genomgång för all personal och byggprocesskort utfärdades. Genomgången förklarade i detalj svetsprocessens egenskaper och nödvändigheten och nyckelpunkterna i att strikt kontrollera-svetsprocessen på plats.
Slutsats
Efter denna svetsprocessåtgärd svetsades totalt 102 svetsfogar på -platsen, och den första -genomgångsgraden för icke-förstörande provning nådde 100 %. Verifierad genom faktisk konstruktion ger denna svetsprocess inte bara-vägledning för svetsning av Q345-stål, utan säkerställer också svetskvalitet.
