Miten Q355GNH:n iskusitkeys muuttuu lämpötilan mukaan?

1. Korkeasta kohtalaiseen lämpötilaan (yli ~0 astetta)

Yli 0 asteen lämpötiloissa Q355GNH säilyttäähyvä sitkeys ja suuri iskunkestävyys. Teräs absorboi energiaa plastisen muodonmuutoksen kautta törmäyksen aikana, ja törmäysenergia-arvot (mitattuna Charpyn V{1}}lovitesteillä) ylittävät tyypillisesti 34 J (monien rakenteellisten sovellusten vähimmäisvaatimus). Tämä sitkeä käyttäytyminen johtuu teräksen mikrorakenteesta (pääasiassa ferriitti-perliitti), joka sallii sijoiltaan sijoittuvan liikkeen rasituksen alaisena, mikä haihduttaa iskuenergiaa tehokkaasti.

2. Lähellä ja alle pakkasen (0 - -40 astetta)

Kun lämpötila laskee kohti 0 astetta ja sen alle, Q355GNH:n iskunkestävyysvähenee vähitellen. Teräksen kyky muuttaa muotoaan plastisesti heikkenee ja hauraiden murtumien riski kasvaa. Keskeisiä havaintoja ovat mm.

Siirtymäalue: sitkeä-hauras muutos tapahtuu tyypillisesti noin -20 asteen ja -40 asteen välillä Q355GNH:lle riippuen tekijöistä, kuten raekoon, seostusaineista (esim. Ni, Cr, Cu) ja lämpökäsittelystä. Tällä alueella pienet lämpötilan muutokset voivat aiheuttaa merkittäviä pudotuksia iskuenergiassa (esim. 50 J -20 asteessa 20 J -40 asteeseen joissakin tapauksissa).

Seosefektit: Q355GNH:n säänkestävät elementit (esim. Cu, Cr, Ni) parantavat hieman matalan lämpötilan sitkeyttä- verrattuna tavallisiin hiiliteräksiin, mikä siirtää DBTT:tä alhaisempiin lämpötiloihin. Esimerkiksi Ni parantaa sitkeyttä alhaisissa lämpötiloissa stabiloimalla austeniittia ja jalostamalla raerakennetta.

3. Erittäin matalat lämpötilat (alle -40 astetta)

Alle -40 astetta Q355GNH voi tulla ahauras hallinto, jossa iskunkestävyys laskee jyrkästi (usein alle 27 J). Tällä alueella teräs murtuu pienellä plastisella muodonmuutoksella tai ei ollenkaan, koska mikrorakenteesta (ferriitti) tulee jäykkä eikä pysty absorboimaan törmäysenergiaa siirtymäliikkeen kautta. Tämä käyttäytyminen tekee teräksestä alttiita äkillisille, katastrofaalisille vaurioille iskukuormituksessa.

Keskeiset vaikuttavat tekijät

Mikrorakenne: Hieno-rakeinen Q355GNH (saavutetaan hallitulla rullauksella tai normalisoinnilla) on parempi alhaisissa-lämpötiloissa kuin karkea-rakeiset muunnelmat, koska pienemmät rakeet rajoittavat halkeamien leviämistä.

Lämpökäsittely: Normalisointi (kuumennus ~900 asteeseen ja ilma-jäähdytys) optimoi sitkeyden jauhamalla rakeita ja vähentämällä sisäistä jännitystä, kun taas väärä jäähdytys (esim. nopea sammutus) voi lisätä haurautta.

Epäpuhtaudet: Korkeat rikki- (S) tai fosforipitoisuudet (P) voivat haurauttaa terästä, mikä alentaa DBTT:tä ja alentaa sitkeyttä kaikissa lämpötiloissa.

Käytännön vaikutukset

Q355GNH soveltuu käytettäväksi kylmissä ilmastoissa (esim. Pohjois-Kiinassa, korkealla{2}}korkeudella) lämpötiloissa, jotka ylittävät sen DBTT:n (yleensä yli -20 astetta). Matalissa lämpötiloissa materiaalisertifioinnissa tulee määrittää iskutestin tulokset käyttölämpötilassa (esim. -40 astetta), jotta varmistetaan sitkeysvaatimusten noudattaminen.