Q345 è un tipo di acciaio. È un acciaio basso-legato (C < 0,2%), ampiamente utilizzato nella costruzione, nei ponti, nei veicoli, nelle navi, nei recipienti a pressione, ecc. La "Q" rappresenta la resistenza allo snervamento di questo materiale e "345" indica il suo valore di snervamento, che è di circa 345 MPa. Il valore di snervamento diminuisce all'aumentare dello spessore del materiale.
Q345 ha buone proprietà meccaniche complessive, prestazioni accettabili alle basse-temperature e buona plasticità e saldabilità. Viene utilizzato per recipienti a media e bassa-pressione, serbatoi di petrolio, veicoli, gru, macchinari minerari, centrali elettriche, ponti e altre strutture soggette a carichi dinamici, nonché parti meccaniche, strutture edili e componenti strutturali metallici generali. Viene utilizzato in condizioni di laminazione a caldo-o normalizzate e può essere utilizzato in varie strutture nelle regioni fredde al di sotto di -40 gradi.
Classificazione del grado di immagine
Q345 è classificato in quattro gradi: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D e Q345E. La principale differenza tra loro è la loro temperatura di impatto.
Grado Q345A: nessun test di impatto;
Grado Q345B: test di impatto a 20 gradi (temperatura normale);
Grado Q345C: test di impatto a 0 gradi;
Grado Q345D: test di impatto a -20 gradi;
Grado Q345E: test di impatto a -40 gradi.
I valori di impatto variano a seconda della temperatura di impatto.
Composizione chimica dell'immagine
Q345A: C Inferiore o uguale a 0,20, Mn Inferiore o uguale a 1,7, Si Inferiore o uguale a 0,55, P Inferiore o uguale a 0,045, S Inferiore o uguale a 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C Inferiore o uguale a 0,20, Mn Inferiore o uguale a 1,7, Si Inferiore o uguale a 0,55, P Inferiore o uguale a 0,040, S Inferiore o uguale a 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C Inferiore o uguale a 0,20, Mn Inferiore o uguale a 1,7, Si Inferiore o uguale a 0,55, P Inferiore o uguale a 0,035, S Inferiore o uguale a 0,035, V 0,02~0,15, Al Maggiore o uguale a 0,015;
Q345D: C Inferiore o uguale a 0,20, Mn Inferiore o uguale a 1,7, Si Inferiore o uguale a 0,55, P Inferiore o uguale a 0,030, S Inferiore o uguale a 0,030, V 0,02~0,15, Al Maggiore o uguale a 0,015;
Q345E: C Inferiore o uguale a 0,20, Mn Inferiore o uguale a 1,7, Si Inferiore o uguale a 0,55, P Inferiore o uguale a 0,025, S Inferiore o uguale a 0,025, V 0,02~0,15, Al Maggiore o uguale a 0,015;
Confronto immagini con 16Mn
L'acciaio Q345 sostituisce diversi gradi di acciaio precedenti, tra cui 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE e 16Mn, non solo l'acciaio 16Mn. Anche la composizione chimica di 16Mn e Q345 è diversa.
Ancora più importante, le dimensioni del raggruppamento di spessore dei due acciai in base al loro carico di snervamento differiscono in modo significativo, il che causerà inevitabilmente cambiamenti nello stress ammissibile dei materiali di determinati spessori. Pertanto, non è appropriato applicare semplicemente la sollecitazione ammissibile dell’acciaio 16Mn all’acciaio Q345; la sollecitazione ammissibile dovrebbe essere ri-determinata in base alle nuove dimensioni di raggruppamento dello spessore dell'acciaio. Il rapporto dei componenti principali dell'acciaio Q345 è sostanzialmente lo stesso dell'acciaio 16Mn, con la differenza che è l'aggiunta di elementi leganti in tracce V, Ti e Nb. Queste piccole quantità di V, Ti e Nb affinano la struttura del grano, migliorando significativamente la tenacità dell'acciaio e le proprietà meccaniche complessive.
Ciò consente anche la produzione di lastre di acciaio più spesse. Pertanto, le proprietà meccaniche complessive dell'acciaio Q345 dovrebbero essere superiori a quelle dell'acciaio 16Mn, in particolare le sue prestazioni alle basse-temperature, che mancano all'acciaio 16Mn. Lo stress ammissibile dell'acciaio Q345 è leggermente superiore a quello dell'acciaio 16Mn.
Immagine
Confronto delle prestazioni delle immagini
Proprietà meccaniche del tubo d'acciaio senza saldatura Q345D:
Resistenza alla trazione: 490-675 Nm; Carico di snervamento: maggiore o uguale a 345 Nm; Allungamento: Maggiore o uguale al 22%
Proprietà meccaniche del tubo d'acciaio senza saldatura Q345B:
Resistenza alla trazione: 490-675 Nm; Carico di snervamento: maggiore o uguale a 345 Nm; Allungamento: Maggiore o uguale al 21%
Proprietà meccaniche del tubo d'acciaio senza saldatura Q345A:
Resistenza alla trazione: 490-675 Nm; Carico di snervamento: maggiore o uguale a 345 Nm; Allungamento: Maggiore o uguale al 21%
Proprietà meccaniche del tubo d'acciaio senza saldatura Q345C:
Resistenza alla trazione: 490-675 Nm; Carico di snervamento: maggiore o uguale a 345 Nm; Allungamento: Maggiore o uguale al 22%
Proprietà meccaniche del tubo d'acciaio senza saldatura Q345E:
Resistenza alla trazione: 490-675 Nm; Carico di snervamento: maggiore o uguale a 345 Nm; Allungamento: Maggiore o uguale al 22%
Serie di prodotti immagine
Confronto tra l'acciaio Q345D e gli acciai Q345A, B e C. La temperatura del test energetico a impatto a bassa-temperatura è bassa. Ha buone prestazioni. Il contenuto di sostanze nocive P e S è inferiore a Q345A, B e C.
Il prezzo di mercato è superiore a Q345A, B e C.
Definizione Q345d: ① È composto da Q + numero + simbolo del grado di qualità + simbolo del metodo di disossidazione. Il suo grado di acciaio ha il prefisso "Q", che rappresenta il punto di snervamento dell'acciaio. Il numero seguente indica il valore del punto di snervamento in MPa. Ad esempio, Q235 rappresenta l'acciaio strutturale al carbonio con un punto di snervamento (σs) di 235 MPa.
② Se necessario, è possibile aggiungere dopo il grado di acciaio i simboli che indicano il grado di qualità e il metodo di disossidazione. I simboli del grado di qualità sono A, B, C e D.
Simboli del metodo di disossidazione: F indica acciaio bordato; b indica acciaio semi-calmato; Z indica acciaio calmato; TZ indica acciaio speciale calmato. L'acciaio calmato potrebbe non avere un simbolo, cioè sia Z che TZ potrebbero essere omessi. Ad esempio, Q235-AF indica acciaio bordato di grado A.
③ L'acciaio al carbonio per scopi speciali, come l'acciaio per ponti e l'acciaio marino, adotta fondamentalmente il metodo di designazione dell'acciaio strutturale al carbonio, ma con una lettera aggiuntiva che indica l'applicazione aggiunta alla fine del tipo di acciaio.
Q345 (Acciaio bassolegato ad alta resistenza) - Estratto da materiali online
Immagine: Introduzione al materiale
1. La composizione chimica del Q345 è mostrata nella tabella seguente (%):
Elemento
C Minore o uguale a
Mn
Si Minore o uguale a
P Minore o uguale a
S Minore o uguale a
Al Maggiore o uguale a
V
N.B
Ti
Contenuto
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. Le proprietà meccaniche del Q345C sono mostrate nella tabella seguente (%):
Indice delle proprietà meccaniche
Allungamento (%)
Temperatura di prova 0 gradi
Resistenza alla trazione MPa
Punto di snervamento MPa Maggiore o uguale a
Valore
δ5 Maggiore o uguale a 22
J Maggiore o uguale a 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Dove lo spessore della parete è compreso tra 16 e 35 mm, σs maggiore o uguale a 325 MPa; dove lo spessore della parete è compreso tra 2. Caratteristiche di saldatura dell'acciaio Q345
2.1 Calcolo del Carbonio Equivalente (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Ceq calcolato=0.49%, maggiore dello 0,45%, che indica che la saldabilità dell'acciaio Q345 non è molto buona e che è necessario formulare misure di processo rigorose durante la saldatura.
2.2 Problemi comuni nella saldatura dell'acciaio Q345
2.2.1 Tendenza all'indurimento della zona-interessata al calore
Durante il processo di raffreddamento della saldatura dell'acciaio Q345, la zona-influenzata dal calore tende a formare una struttura raffreddata-martensite, che aumenta la durezza e diminuisce la plasticità vicino alla saldatura. Ciò si traduce in crepe post-saldatura.
2.2.2 Sensibilità al cracking a freddo
Le principali cricche di saldatura nell'acciaio Q345 sono cricche a freddo.
Processo di costruzione della saldatura
Preparazione della scanalatura → Puntatura → Preriscaldamento → Saldatura del bordo interno → Pulizia della radice posteriore (scriccatura con arco di carbonio) → Saldatura del bordo esterno → Saldatura del bordo interno → Auto-ispezione/ispezione speciale → Trattamento termico post-saldatura → Test non-distruttivo (qualità di saldatura di grado 1)
Selezione dei parametri del processo di saldatura
Sulla base dell’analisi di saldabilità dell’acciaio Q345, vengono formulate le seguenti misure:
1. Selezione dei materiali di saldatura
A causa dell'elevata tendenza dell'acciaio Q345 alla criccatura a freddo, è necessario selezionare materiali di saldatura a basso-idrogeno. Considerando il principio secondo cui il giunto di saldatura deve avere la stessa resistenza del metallo base, vengono selezionati elettrodi per saldatura di tipo E5015 (J507).
La composizione chimica è mostrata nella tabella seguente (%):
Elementi
C
Mn
Sì
S
P
Cr
Mo
V
Ti
Contenuto
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Le proprietà meccaniche sono mostrate nella tabella seguente:
Indicatori di proprietà meccaniche
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 gradi
Valore
440
540
31
79
164 114 76
(La resistenza alla trazione dovrebbe essere maggiore della resistenza allo snervamento)
2. Tipo di smusso: (Fornitura secondo disegni e attrezzatura)
3. Metodo di saldatura: saldatura ad arco manuale (D).
4. Corrente di saldatura: per evitare una microstruttura di saldatura grossolana e una ridotta resistenza agli urti, è necessario utilizzare parametri di saldatura su scala ridotta. Le misure specifiche includono: utilizzo di elettrodi di piccolo-diametro, cordoni di saldatura stretti, strati di saldatura sottili e un processo di saldatura multi-strato e multi-passaggio (sequenza di saldatura mostrata nella Figura 1). La larghezza del cordone di saldatura non deve superare tre volte la lunghezza dell'elettrodo e lo spessore dello strato di saldatura non deve superare i 5 mm. Per il primo e il terzo strato utilizzare elettrodi Ф3,2 con corrente di saldatura di 100-130 A; per il quarto-sesto strato utilizzare elettrodi Ф4,0 con corrente di saldatura di 120-180 A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, è necessario il preriscaldamento prima della saldatura. La temperatura di preriscaldamento T0=100-150 gradi e la temperatura di interpass Ti inferiore o uguale a 400 gradi.
6. Parametri del trattamento termico post-saldatura: per ridurre lo stress residuo della saldatura, diminuire il contenuto di idrogeno nella saldatura e migliorare la microstruttura e le proprietà della saldatura, è necessario il trattamento termico post-saldatura. La temperatura del trattamento termico è di 600-640 gradi, il tempo di mantenimento è di 2 ore (per uno spessore della piastra di 40 mm) e la velocità di riscaldamento/raffreddamento è di 125 gradi/h.
Sequenza di saldatura sul-sito
1. Preriscaldamento prima della saldatura
Prima di saldare le piastre della flangia, preriscaldarle per 30 minuti prima di iniziare la saldatura. Il preriscaldamento, la temperatura di interpass e il trattamento termico sono controllati automaticamente da un armadio di controllo della temperatura del trattamento termico che utilizza un forno di riscaldamento del nastro trasportatore a-infrarossi lontani. Un microcomputer imposta e registra automaticamente le curve di riscaldamento e le termocoppie misurano la temperatura. Durante il preriscaldamento, i punti di misurazione della termocoppia si trovano a 15 mm-20 mm di distanza dal bordo smussato.
2. Saldatura
2.1 Per evitare deformazioni della saldatura, ciascun giunto della colonna viene saldato simmetricamente da due persone, con la direzione di saldatura dal centro verso l'esterno. Quando si salda il bordo interno (la smussatura vicino all'anima), dal primo al terzo strato è necessario utilizzare un'operazione su piccola-scala, poiché questa è la causa principale della deformazione della saldatura. Dopo aver saldato il primo al terzo strato, il lato posteriore viene pulito. Dopo la scriccatura con arco di carbonio, la saldatura deve essere rettificata meccanicamente per rimuovere la carburazione superficiale, esponendo la lucentezza metallica e prevenendo una grave carbonizzazione superficiale che potrebbe causare crepe. La saldatura esterna deve essere completata in una sola passata, mentre la restante saldatura interna deve essere completata per ultima.
2.2 Quando si salda il secondo strato, la direzione di saldatura deve essere opposta a quella del primo strato e così via. Ciascun giunto di saldatura deve essere sfalsato di 15-20 mm.
2.3 La corrente di saldatura, la velocità di saldatura e il numero di strati di saldatura devono essere coerenti per entrambi i saldatori.
2.4 La saldatura dovrebbe iniziare sulla piastra iniziale dell'arco-e terminare sulla piastra finale dell'arco-. Dopo la saldatura, tagliare la saldatura e levigarla.
3. Trattamento termico post-saldatura: il giunto saldato deve essere trattato termicamente-entro 12 ore dal completamento. Se il trattamento termico non può essere eseguito immediatamente, è necessario adottare misure di conservazione del calore e raffreddamento lento. Durante il trattamento termico, è necessario utilizzare due termocoppie per la misurazione della temperatura, con le termocoppie saldate a punti-all'interno e all'esterno del giunto saldato.
4. Ispezione della saldatura
Secondo i requisiti del *Codice per la costruzione e l'accettazione delle strutture in acciaio*, sono stati utilizzati test ad ultrasuoni per ispezionare i giunti di saldatura, con un tasso di ispezione del 100%.
Gestione tecnica in-sede
1. Sono state preparate istruzioni dettagliate per le operazioni di saldatura.
2. Il pieno-controllo del processo di saldatura è fondamentale per garantire la qualità.
Durante la saldatura di ciascun giunto della colonna, una persona designata deve monitorare il processo di saldatura. Se il saldatore non segue le istruzioni operative, la saldatura deve essere interrotta immediatamente. Durante il processo di saldatura, il personale addetto al trattamento termico deve monitorare la temperatura di interpass durante l'intero processo; se supera lo standard, il saldatore deve essere avvisato immediatamente di interrompere la saldatura.
3. Migliorare la consapevolezza della qualità del personale di costruzione è fondamentale per implementare il processo di saldatura.
Prima della costruzione, è stato condotto un briefing completo per tutto il personale e sono state rilasciate le schede del processo di costruzione. Il briefing ha spiegato in dettaglio le caratteristiche del processo di saldatura, la necessità e i punti chiave del controllo rigoroso del processo di saldatura in loco.
Conclusione
A seguito di questa misura del processo di saldatura, sono stati saldati in loco un totale di 102 giunti saldati-e il tasso di rendimento al primo-passaggio dei test non-distruttivi ha raggiunto il 100%. Verificato attraverso la costruzione reale, questo processo di saldatura non solo fornisce una guida in loco-per la saldatura dell'acciaio Q345, ma garantisce anche la qualità della saldatura.
