Q420B Çin ulusal standardı GB/T 1591-2018 (Düşük-alaşımlı, yüksek-mukavemetli yapı çelikleri). Yaygın olarak kullanılan Q355B ve Q390B ile aynı aile içinde daha yüksek bir mukavemet derecesini temsil eder.
İşte özelliklerinin kapsamlı bir dökümü:
1. Temel Materyal Kimliği
Standart: GB/T 1591-2018.
Sınıf Tanımı Kod Çözme:
S: Akma Gücü anlamına gelir.
420: En ince ürün formu için minimum akma mukavemetini (ReH) MPa cinsinden belirtir (kalınlık 16 mm'den az veya ona eşit). Bu nedenle Q420B'nin minimum akma dayanımı 420 MPa'dan büyük veya ona eşittir.
B: +20 derecede (Charpy V-çentik Büyük veya eşit 34 J) belirli bir darbe dayanıklılığını garanti eden kalite derecesini temsil eder.
2. Temel Mekanik Özellikler (Kalınlığa-Bağımlı)
Verim Gücü (ReH):
420 MPa'ya eşit veya daha büyük (t kalınlığı için 16 mm'ye eşit veya daha az)
Daha kalın plakalar için azalmalar (örneğin, GB/T 1591 Tablo 2'ye göre 16 < t için 400 MPa'dan büyük veya eşit 40 mm'den küçük veya eşit, 40 < t için 390 MPa'dan büyük veya eşit 63 mm'den küçük veya eşit).
Çekme Dayanımı (Rm): 520 - 680 MPa
Uzama (A): %18'den büyük veya eşit (t 40 mm'den küçük veya eşit, uzunlamasına numune için)
Darbe Dayanıklılığı: Garantili Charpy V-çentik darbe enerjisi +20 derecede 34 J'ye eşit veya daha büyük.
3. Kimyasal Bileşimi ve Güçlendirme Mekanizması
Q420B, daha yüksek mukavemetini, tanımlayıcı özelliği olan gelişmiş bir mikro alaşımlama tasarımıyla elde eder:
Düşük Karbon (C): %0,20'den az veya buna eşit – İyi kaynaklanabilirlik ve tokluğu korur.
Kontrollü Manganez (Mn): %1,70 veya daha az – Katı çözelti güçlendirmesi sağlar.
Anahtar Mikroalaşım Elementleri: Vanadyum (V), Niyobyum (Nb), Titanyum (Ti) bilinçli olarak eklenmiştir. Bunlar kontrollü haddeleme ve soğutma sırasında ince karbonitrit çökeltileri oluşturarak güçlü çökelme güçlendirmesi ve tane incelmesi sağlar. Bu, 420 MPa akma mukavemetine verimli bir şekilde ulaşmanın birincil yöntemidir.
Sıkı Kirlilik Kontrolü: Düşük Fosfor (%0,030'dan az veya eşit) ve Kükürt (%0,030'dan az veya eşit) iyi tokluk ve kaynaklanabilirlik sağlar.
Karbon Eşdeğeri (Ceq): Tipik olarak ~%0,45 ile %0,52 arasında değişir. Q355B'den daha yüksek olmasına rağmen, mukavemet ve kaynaklanabilirliği dengelemek için dikkatle kontrol edilir.
4. Birincil Uygulamalar
Q420B, düşük-mukavemetli çeliklerin yetersiz veya ekonomik olmadığı ağır-işe uygun, ağırlığa-hassas veya geniş-aralıklı yapılarda kullanılır:
Büyük-Açıklıklı Köprüler: Ana kirişler, kemerler ve kritik bileşenler.
Yüksek-Binalar ve Süper-Yüksek-Binalar: Alt katlardaki çekirdek sütunlar ve transfer yapıları.
Ağır Endüstriyel Tesisler: Ultra-ağır vinçlere yönelik destek yapıları (örneğin, çelik fabrikaları, enerji santralleri).
Madencilik ve Hidrolik Makineler: Bomlar, çerçeveler ve{0}yüksek gerilimli bileşenler.
İletim Kuleleri: Zorlu ortamlarda ekstra-yüksek gerilim hatları için.
Açık Deniz ve Deniz Yapıları: Modüller ve üst taraftaki bileşenler (sıçrama-olmayan bölge).
5. Anahtar Çelik Kaliteleriyle Karşılaştırma
| Seviye | Minimum Akma Dayanımı (t 16 mm'den az veya eşit) | Temel Fark ve Q420B |
|---|---|---|
| Q355B | 355 MPa | Daha düşük mukavemet, daha iyi kaynaklanabilirlik. Q420B, yüksek-güçlü yükseltmedir. |
| Q390B | 390MPa | Hemen alt sınıf. Q420B, ekstra 30 MPa akma dayanımı için daha belirgin mikro alaşımlama kullanır. |
| Q420B | 420MPa | Gelişmiş yüksek{0}mukavemetli yapısal çeliğin temel çizgisi. Dikkatli kaynak gerektirir. |
| ASTM A572 Gr. 60 | 415 MPa (60 ksi) | Amerika'ya yakın{0}eşdeğeri. Biraz daha düşük nominal verim ancak aynı uygulamalarda kullanılır. |
| S420NL / S420ML | 420MPa | Düşük sıcaklıkta-garantili dayanıklılık sunan Avrupa'daki eşdeğerleri. |
6. Kritik İmalat Hususları
Kaynak: Yüksek mukavemeti ve mikroalaşımlı bileşimi nedeniyle kaynak, sıkı prosedür yeterliliği gerektirir.
Zorunlu düşük-hidroden uygulaması.
Hidrojenin- neden olduğu soğuk çatlamayı önlemek için neredeyse her zaman ön ısıtma gerekir.
HAZ dayanıklılığını korumak için ısı girişi kontrol edilmelidir.
Kesme ve Şekillendirme: Termal kesme (plazma, alev) standarttır, ancak yorulma-kritik uygulamalarda kullanıldığında kalın plakaların kenarlarının taşlanması gerekebilir. Soğuk şekillendirme, Q355B'ye göre daha fazla güç gerektirir.
7. Önemli Değişkenler
Özel uygulamalar için Q420'nin diğer kalite dereceleri de mevcuttur:
Q420C/D/E: Düşük-sıcaklıkta hizmet için, darbe dayanıklılığı sırasıyla 0 derece, -20 derece ve -40 derece garantilidir.
Q420GJ: Kritik sismik yapılarda kullanılan, tokluk, mukavemet bütünlüğü ve daha düşük akma-/gerilme oranı{- konusunda daha sıkı gereksinimlere sahip yüksek-performanslı yapısal çelik.
Özet
Q420B, minimum 420 MPa akma dayanımı ve garantili oda-sıcaklığı dayanıklılığına sahip, standartlaştırılmış Çin yüksek-mukavemetli, mikroalaşımlı yapısal çeliktir. Malzeme ağırlığının veya boyutunun küçültülmesinin gerekli olduğu kritik, ağır yüklü yapılar için tasarlanmıştır. Kullanımı, yapısal bütünlüğü korurken güç potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için gelişmiş kaynak prosedürlerini ve imalat kontrollerini gerektirir. Modern mega-projelerde yaygın olarak kullanılan gelişmiş yüksek-mukavemetli yapısal çelikler alanına giriş noktasını temsil eder.