Q345 — это разновидность стали. Это низколегированная сталь (C < 0,2%), широко используемая в строительстве, мостах, транспортных средствах, кораблях, сосудах под давлением и т. д. «Q» обозначает предел текучести этого материала, а «345» указывает на его значение текучести, которое составляет примерно 345 МПа. Значение текучести уменьшается по мере увеличения толщины материала.
Q345 имеет хорошие общие механические свойства, приемлемые характеристики при низких-температурах, а также хорошую пластичность и свариваемость. Он используется для сосудов среднего и низкого-давления, нефтяных резервуаров, транспортных средств, кранов, горнодобывающей техники, электростанций, мостов и других конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам, а также механических деталей, строительных конструкций и общих металлических конструктивных элементов. Он используется в горячекатаном- или нормализованном состоянии и может использоваться в различных конструкциях в холодных регионах ниже -40 градусов.
Классификация изображений
Q345 подразделяется на четыре класса: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D и Q345E. Основное различие между ними заключается в температуре воздействия.
Марка Q345A: Без испытаний на удар;
Класс Q345B: испытание на удар при 20 градусах (нормальная температура);
Класс Q345C: испытание на удар при температуре 0 градусов;
Класс Q345D: испытание на удар при -20 градусах;
Класс Q345E: испытание на удар при -40 градусах.
Значения удара варьируются в зависимости от температуры удара.
Изображение Химический состав
Q345A: C Меньше или равно 0,20, Mn Меньше или равно 1,7, Si Меньше или равно 0,55, P Меньше или равно 0,045, S Меньше или равно 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C Меньше или равно 0,20, Mn Меньше или равно 1,7, Si Меньше или равно 0,55, P Меньше или равно 0,040, S Меньше или равно 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C Меньше или равно 0,20, Mn Меньше или равно 1,7, Si Меньше или равно 0,55, P Меньше или равно 0,035, S Меньше или равно 0,035, V 0,02–0,15, Al Больше или равно 0,015;
Q345D: C Меньше или равно 0,20, Mn Меньше или равно 1,7, Si Меньше или равно 0,55, P Меньше или равно 0,030, S Меньше или равно 0,030, V 0,02–0,15, Al Больше или равно 0,015;
Q345E: C Меньше или равно 0,20, Mn Меньше или равно 1,7, Si Меньше или равно 0,55, P Меньше или равно 0,025, S Меньше или равно 0,025, V 0,02–0,15, Al Больше или равно 0,015;
Сравнение изображений с 16Mn
Сталь Q345 является заменой нескольких старых марок стали, включая 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE и 16Mn, а не только стали 16Mn. Химический состав 16Mn и Q345 также различен.
Что еще более важно, размеры группы по толщине двух сталей в зависимости от их предела текучести значительно различаются, что неизбежно приведет к изменению допустимого напряжения материалов определенной толщины. Поэтому нецелесообразно просто применять допустимое напряжение стали 16Mn к стали Q345; допустимое напряжение должно быть переопределено-на основе новых размеров группы толщины стали. Соотношение основных компонентов в стали Q345 в основном такое же, как и в стали 16Mn, с той разницей, что в нее добавляются следовые легирующие элементы V, Ti и Nb. Эти небольшие количества V, Ti и Nb улучшают зернистую структуру, значительно улучшая ударную вязкость стали и общие механические свойства.
Это также позволяет производить более толстые стальные листы. Таким образом, общие механические свойства стали Q345 должны превосходить свойства стали 16Mn, особенно ее низкотемпературные характеристики, которых нет у стали 16Mn. Допустимое напряжение стали Q345 несколько выше, чем у стали 16Mn.
Изображение
Сравнение производительности изображений
Механические свойства бесшовной стальной трубы Q345D:
Предел прочности: 490-675 Нм; Предел текучести: больше или равен 345 Нм; Удлинение: больше или равно 22%.
Механические свойства бесшовной стальной трубы Q345B:
Предел прочности: 490-675 Нм; Предел текучести: больше или равен 345 Нм; Удлинение: больше или равно 21%.
Механические свойства бесшовной стальной трубы Q345A:
Предел прочности: 490-675 Нм; Предел текучести: больше или равен 345 Нм; Удлинение: больше или равно 21%.
Механические свойства бесшовной стальной трубы Q345C:
Предел прочности: 490-675 Нм; Предел текучести: больше или равен 345 Нм; Удлинение: больше или равно 22%.
Механические свойства бесшовной стальной трубы Q345E:
Предел прочности: 490-675 Нм; Предел текучести: больше или равен 345 Нм; Удлинение: больше или равно 22%.
Изображение серии продуктов
Сравнение стали Q345D со сталями Q345A, B и C. Температура испытания на ударную энергию при низкой-низкой температуре. Он имеет хорошую производительность. Содержание вредных веществ P и S ниже, чем у Q345A, B и C.
Рыночная цена выше, чем у Q345A, B и C.
Определение Q345d: ① Состоит из Q + числа + символа качества + символа метода раскисления. Марка стали имеет префикс «Q», обозначающий предел текучести стали. Следующее число указывает значение предела текучести в МПа. Например, Q235 представляет собой углеродистую конструкционную сталь с пределом текучести (σs) 235 МПа.
② При необходимости после марки стали могут быть добавлены символы, обозначающие марку качества и метод раскисления. Обозначениями качества являются A, B, C и D.
Условные обозначения метода раскисления: F — сталь с закраиной; b означает полу-спокойную сталь; Z указывает на раскисленную сталь; ТЗ обозначает специальную раскисленную сталь. Расслабленная сталь может не иметь символа, т. е. как Z, так и TZ могут быть опущены. Например, Q235-AF обозначает сталь с ободом класса А.
③ Углеродистая сталь специального назначения, такая как мостовая сталь и морская сталь, в основном использует метод обозначения углеродистой конструкционной стали, но с дополнительной буквой, обозначающей применение, добавленной в конце марки стали.
Q345 (Низколегированная высокопрочная сталь) - Выдержка из интернет-материалов
Изображение: Введение в материал
1. Химический состав Q345 показан в таблице ниже (%):
Элемент
C Меньше или равно
Мин.
Si Меньше или равно
P Меньше или равно
S Меньше или равно
Al Больше или равно
V
Нб
Ти
Содержание
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. Механические свойства Q345C показаны в таблице ниже (%):
Индекс механических свойств
Удлинение (%)
Температура испытания 0 градусов
Предел прочности МПа
Предел текучести МПа Больше или равен
Ценить
δ5 Больше или равно 22
J Больше или равно 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Если толщина стены составляет 16–35 мм, σs больше или равно 325 МПа; где толщина стенки составляет от 2. Сварочные характеристики стали Q345.
2.1 Расчет углеродного эквивалента (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Расчетное значение Ceq=0.49% превышает 0,45 %, что указывает на то, что свариваемость стали Q345 не очень хорошая, и во время сварки необходимо соблюдать строгие технологические меры.
2.2 Распространенные проблемы при сварке стали Q345
2.2.1 Тенденция к затвердеванию зоны термического-воздействия
В процессе охлаждения сварки стали Q345 в зоне термического влияния -склонна к образованию закаленной структуры-мартенсита, что повышает твердость и снижает пластичность вблизи сварного шва. Это приводит к растрескиванию после-сварки.
2.2.2 Чувствительность к холодному растрескиванию
Основными сварочными трещинами в стали Q345 являются холодные трещины.
Процесс сварки
Подготовка канавок → Прихваточная сварка → Предварительный нагрев → Сварка внутренней кромки → Очистка заднего корня (строжка угольной дугой) → Сварка внешней кромки → Сварка внутренней кромки → Самостоятельный-контроль/специальный контроль → Термическая обработка после-сварки → Не-разрушающий контроль (аттестованный класс качества сварного шва 1)
Выбор параметров сварочного процесса
На основании анализа свариваемости стали Q345 сформулированы следующие мероприятия:
1. Выбор сварочных материалов
Из-за высокой склонности стали Q345 к холодному растрескиванию следует выбирать сварочные материалы с низким-водородом. Учитывая принцип, что сварное соединение должно иметь равную прочность с основным металлом, выбирают сварочные электроды типа Е5015 (J507).
Химический состав приведен в таблице ниже (%):
Элементы
C
Мин.
Си
S
P
Кр
Мо
V
Ти
Содержание
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Механические свойства показаны в таблице ниже:
Показатели механических свойств
σб (МПа)
σs (МПа)
δ5 (%)
Ψ (%)
АквЖ-30 градус
Ценить
440
540
31
79
164 114 76
(Предел прочности должен быть больше предела текучести)
2. Тип фаски: (Поставка по чертежам и комплектации)
3. Метод сварки: Ручная дуговая сварка (D).
4. Сварочный ток. Чтобы избежать грубой микроструктуры сварного шва и снижения ударной вязкости, необходимо использовать небольшие-параметры сварки. Конкретные меры включают: использование электродов малого-диаметра, узких сварных швов, тонких слоев сварного шва и много-слойного много-процесса сварки (последовательность сварки показана на рисунке 1). Ширина сварного шва не должна превышать трехкратную длину электрода, а толщина сварочного слоя не должна превышать 5 мм. Для первого-третьего слоев использовать электроды Ф3.2 со сварочным током 100-130А; для четвертого-шестого слоев использовать электроды Ф4,0 со сварочным током 120-180А.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, перед сваркой необходим предварительный подогрев. Температура предварительного нагрева T0=100-150 градусов и межпроходная температура Ti меньше или равна 400 градусам.
6. Параметры термообработки после-сварки. Чтобы уменьшить остаточное сварочное напряжение, уменьшить содержание водорода в сварном шве, а также улучшить микроструктуру и свойства сварного шва, требуется термообработка после-сварки. Температура термообработки составляет 600-640 градусов, время выдержки - 2 часа (при толщине листа 40 мм), скорость нагрева/охлаждения - 125 градусов/час.
Последовательность сварки на-площадке
1. Предварительный нагрев перед сваркой
Перед сваркой фланцевых пластин предварительно прогрейте их в течение 30 минут перед началом сварки. Предварительный нагрев, температура между проходами и термообработка автоматически контролируются шкафом контроля температуры термообработки с использованием нагревательной печи с ленточным конвейером в дальнем-инфракрасном диапазоне. Микрокомпьютер автоматически устанавливает и записывает кривые нагрева, а термопары измеряют температуру. Во время предварительного нагрева точки измерения термопары находятся на расстоянии 15–20 мм от кромки скоса.
2. Сварка
2.1 Во избежание сварочных деформаций каждое соединение колонны сваривается двумя людьми симметрично, направлением сварки от центра наружу. При сварке внутренней кромки (скоса возле перемычки) первый-третий слои необходимо использовать в небольших масштабах,-так как это основная причина сварочной деформации. После сварки первого-третьего слоев задняя сторона зачищается. После строжки угольной дугой сварной шов необходимо механически отшлифовать, чтобы удалить науглероживание поверхности, обнажая металлический блеск и предотвращая сильную науглероживание поверхности, которое может привести к образованию трещин. Наружный сварной шов должен быть выполнен за один проход, а оставшийся внутренний сварной шов должен быть выполнен последним.
2.2 При сварке второго слоя направление сварки должно быть противоположно первому слою и так далее. Каждый сварной шов должен располагаться в шахматном порядке на 15-20 мм.
2.3 Сварочный ток, скорость сварки и количество слоев сварки должны быть одинаковыми для обоих сварщиков.
2.4 Сварка должна начинаться на-начальной пластине дуги и заканчиваться на-конечной пластине дуги. После сварки отрежьте сварной шов и зачистите его.
3. Термическая обработка-после сварки. Сварное соединение должно быть подвергнуто термической-обработке в течение 12 часов после завершения сварки. Если термическую обработку невозможно провести немедленно, следует принять меры по сохранению тепла и медленному охлаждению. Во время термообработки для измерения температуры следует использовать две термопары, при этом термопары привариваются точечной -приваркой к внутренней и внешней части сварного соединения.
4. Проверка сварки
Согласно требованиям *Правил строительства и приемки металлоконструкций* для контроля сварных соединений применялся ультразвуковой контроль с коэффициентом контроля 100%.
Техническое управление-на объекте
1. Были подготовлены подробные инструкции по сварочным работам.
2. Полный-контроль процесса сварки – это основа обеспечения качества.
Во время сварки каждого стыка колонны за процессом сварки должен следить назначенный человек. Если сварщик не соблюдает инструкцию по эксплуатации, сварку следует немедленно прекратить. В процессе сварки персонал, занимающийся термообработкой, должен контролировать температуру между проходами; если оно превышает стандарт, сварщика следует немедленно уведомить о прекращении сварки.
3. Повышение осведомленности строительного персонала о качестве является ключом к внедрению процесса сварки.
Перед началом строительства был проведен полный инструктаж для всего персонала и выданы технологические карты строительства. На брифинге подробно разъяснялись характеристики сварочного процесса, а также необходимость и ключевые моменты строгого контроля сварочного процесса-на месте.
Заключение
В результате этого процесса сварки на-площадке было сварено в общей сложности 102 сварных соединения, а предел текучести при первом-проходе не-разрушающего контроля достиг 100 %. Этот сварочный процесс, проверенный на практике, не только обеспечивает-инструктаж по сварке стали Q345 на месте, но и обеспечивает качество сварки.
