Eine umfassende Analyse von Q345-Stahl
Q345 ist ein typischer niedrig{1}legierter, hoch-fester Baustahl, der in der chinesischen nationalen Norm „Niedrig{3}}legierter, hoch-fester Baustahl“ (GB/T 1591-2018) definiert ist. Es handelt sich nicht um einen herkömmlichen Kohlenstoffbaustahl (Kohlenstoffbaustähle wie Q235 enthalten nur Kohlenstoff als primäres Legierungselement, wobei der Gesamtgehalt an Legierungselementen weniger als 0,3 % beträgt). Sein Hauptmerkmal ist der Zusatz kleiner Mengen an Legierungselementen (wie Mn, Si, V, Nb und Ti), die die Festigkeit deutlich erhöhen und gleichzeitig eine gute Duktilität und Zähigkeit beibehalten. Es wird häufig im Baugewerbe, im Maschinenbau, bei Brücken, Schiffen, Druckbehältern und anderen Bereichen eingesetzt.
Wärmebehandlungsprozess und Zweck
Die Wärmebehandlung von Q345-Stahl konzentriert sich auf die „Optimierung der Mikrostruktur und den Ausgleich von Festigkeit und Zähigkeit“. Unterschiedliche Prozesse adressieren unterschiedliche Leistungsanforderungen:
1. Normalisieren (am häufigsten verwendet)
Prozessparameter: Auf 880–920 Grad erhitzen, einige Zeit halten (je nach Dicke im Allgemeinen 1–2 Stunden) und dann an der Luft abkühlen.
Zweck:
Kornverfeinerung (Beseitigung grober säulenförmiger Körner nach dem Warmwalzen) und Reduzierung innerer Spannungen;
Erzeugt eine gleichmäßige Perlit- und Ferrit-Mikrostruktur, die Festigkeit (Streckgrenze größer oder gleich 345 MPa) gewährleistet und gleichzeitig die Duktilität und Zähigkeit verbessert, um den Anforderungen der meisten Strukturkomponenten gerecht zu werden;
Verbesserung der Bearbeitbarkeit und Vorbereitung für die Weiterverarbeitung (z. B. Bohren und Fräsen).
2. Abschrecken und Anlassen (Abschrecken + Anlassen, für hochfeste Anwendungen)
Prozessparameter: Abschrecken (Erhitzen auf 900–950 Grad, Wasserabschrecken oder Ölabschrecken) + Anlassen (Erhitzen auf 550–650 Grad, Halten, dann Luftkühlung). Zweck:
Nach dem Abschrecken entsteht eine martensitische Struktur, die die Härte und Festigkeit deutlich verbessert (die Zugfestigkeit kann 700–800 MPa erreichen);
Hoch-Tempern eliminiert innere Spannungen beim Abschrecken, verringert die Sprödigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der hohen Festigkeit und erreicht ein Gleichgewicht von „hoher Festigkeit + hoher Zähigkeit“ (z. B. wird Q345E häufig im vergüteten Zustand verwendet);
Geeignet für kritische Komponenten, die dynamischen Belastungen, Stoßbelastungen oder hohen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Antriebswellen, hochfeste Schrauben und Druckbehälterflansche.
3. Glühen (zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit)
Prozessparameter: Erhitzen auf 750–800 Grad, Halten, dann langsames Abkühlen im Ofen (weniger als oder gleich 50 Grad/h).
Zweck:
Beseitigen Sie innere Spannungen (z. B. Restspannungen nach dem Schweißen) vollständig, um Verformungen und Risse während der Verarbeitung oder Verwendung zu verhindern.
Reduziert die Härte (Brinell-Härte HB kleiner oder gleich 180) und verbessert die Kaltumformeigenschaften (z. B. Biegen und Stanzen), wodurch es für kaltgeformte Teile mit komplexen Formen geeignet ist.