Was ist die spezifische Normalisierungstemperatur und -zeit für Q355GNH-Stahl?

1. Normalisierungstemperatur: Halten Sie sich strikt an die Standardbereiche, um Austenitisierung und Kornkontrolle auszugleichen

In Übereinstimmung mitGB/T 4171 „Atmosphärisch korrosionsbeständige Baustähle“(der Kernstandard für Q355GNH-Stahl) und den Praktiken der Wärmeverarbeitungsindustrie muss die Normalisierungstemperatur für Q355GNH innerhalb des Bereichs von kontrolliert werden890 Grad ~ 950 Grad. In der Mainstream-Produktion ist ein genaueres Intervall von900 Grad ± 20 Grad(dh 880 Grad ~ 920 Grad) wird üblicherweise verwendet. Die Kernlogik hinter dieser Temperatureinstellung ist:

Stellen Sie eine vollständige Austenitisierung sicher: Temperaturen über 890 Grad ermöglichen die vollständige Umwandlung der ursprünglichen Mikrostrukturen in Q355GNH (wie Ferrit und Perlit) in Austenit, wobei im Stahl ausgeschiedene Karbide (z. B. durch Cr- und Cu-Elemente gebildete Karbide) aufgelöst werden, um eine Homogenisierung der Komponenten zu erreichen. Wenn die Temperatur unter 890 Grad liegt, ist die Austenitisierung unvollständig und es bleiben leicht ungelöste Karbide zurück. Dies führt nach dem anschließenden Abkühlen zu ungleichmäßigen Mikrostrukturen, die die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen.

Vermeiden Sie eine übermäßige Kornvergröberung: Wenn die Temperatur 950 Grad übersteigt, wachsen Austenitkörner schnell. Nach dem Abkühlen bildet sich eine grobkörnige Ferrit--Perlit-Mikrostruktur, die die Schlagzähigkeit des Stahls bei niedrigen Temperaturen direkt verringert (z. B. kann die Schlagenergie bei -40 Grad von über 35 J auf unter 20 J fallen). Darüber hinaus beeinträchtigt es die Fähigkeit zur Bildung einer dichten Rostschicht, die witterungsbeständigem Stahl eigen ist, und erhöht das Risiko einer späteren Korrosion.

Darüber hinaus kann für dicke Platten mit einer Dicke von mehr als 50 mm oder unregelmäßig geformte Teile mit ungleichmäßigen Querschnitten die obere Temperaturgrenze entsprechend auf 930 Grad erhöht werden (jedoch nicht über 950 Grad). Dadurch wird sichergestellt, dass der Kern des Stahls die Austenitisierungstemperatur vollständig erreichen kann, wodurch die Situation vermieden wird, dass „die Oberfläche abgeschreckt wird, der Kern jedoch nicht“.

2. Haltezeit: Basierend auf der „Dicke“ und dynamisch angepasst basierend auf den Heizmethoden

Es gibt keinen festen, universellen Wert für die normalisierende Haltezeit von Q355GNH. Es kommt in erster Linie darauf aneffektive Dicke des Stahls(d. h. die Querschnittsdimension, bei der die Wärmeleitung am schwierigsten ist, z. B. Dicke bei Platten und Durchmesser bei Rundstahl). Dabei muss der thermische Wirkungsgrad der Heizgeräte (z. B. Herdwagenöfen, Durchlauföfen) berücksichtigt werden. Die konkreten Details lassen sich in „grundlegende Berechnungsgrundlagen“ und „praktische Anpassungsdetails“ unterteilen:

1. Grundlegendes Berechnungsprinzip: Passen Sie die Haltezeit an die Dicke an

Die allgemeine Industrielogik zur Berechnung der Haltezeit besteht darin, „eine gleichmäßige Temperatur über den gesamten Stahlquerschnitt und eine ausreichende Mikrostrukturumwandlung sicherzustellen“. Die gängigen Formeln und Parameter lauten wie folgt:

Allgemeine Koeffizientenmethode: Haltezeit (Minuten)=Erwärmungskoeffizient (K) × Effektive Dicke des Stahls (mm). Der Wert des Heizkoeffizienten K hängt von der Heizausrüstung ab:

Gewöhnliche Kastenöfen/Herdwagenöfen (langsame Wärmeleitung): K=1.0 ~ 1,5 Minuten/mm, d. h. 1,0 ~ 1,5 Minuten Haltezeit pro 1 mm Dicke.

Kontinuierliche Heizöfen (hohe thermische Effizienz und gute Temperaturgleichmäßigkeit): K=0.8 ~ 1,2 Minuten/mm, was etwa 20 % kürzer ist als bei Kastenöfen.

Beispiel: Für eine 20 mm-dicke Q355GNH-Stahlplatte beträgt die Haltezeit beim Erhitzen in einem Kastenofen=1.2 Minuten/mm × 20 mm=24 Minuten; beim Erhitzen in einem Durchlaufofen beträgt sie 1,0 Minute/mm × 20 mm=20 Minuten.

Mindesthalteschwelle: Auch bei ultradünnen Q355GNH-Materialien (z. B. 3–5 mm dünne Platten) sollte die Haltezeit nicht weniger als 15 Minuten betragen. Dadurch soll eine unvollständige Auflösung von Spurenlegierungselementen (wie Cu und Cr) aufgrund einer zu kurzen Haltezeit vermieden werden, die die Bildung der schützenden Rostschicht von witterungsbeständigem Stahl beeinträchtigen würde.

2. Praktische Anpassungsdetails: Anpassung an Produktionsszenarien

In der tatsächlichen Produktion muss die Haltezeit häufig anhand von zwei zusätzlichen Faktoren angepasst (feinabgestimmt) werden:

Chargenmenge: Beim Erhitzen einer großen Charge Q355GNH-Stahl (z. B. beim Stapeln mehrerer Platten in einem Ofen) wird die Wärmeübertragung zwischen den Werkstücken blockiert. Die Haltezeit sollte im Vergleich zu einer Einzelstückerwärmung um 10–20 % verlängert werden. Wenn beispielsweise 10 Stücke 20 mm{10}}dicker Platten gemeinsam in einem Kastenofen erhitzt werden, sollte die Haltezeit von 24 Minuten auf 27–29 Minuten angepasst werden.

Passende Kühlmethode: Wenn die anschließende Kühlung nach dem Normalisieren eine Luftkühlung ist (die Standardkühlmethode für Q355GNH), kann die Haltezeit entsprechend dem Basiskoeffizienten gesteuert werden. Wenn jedoch Zwangsluftkühlung verwendet wird (um die Körner bei dicken Blechen leicht zu verfeinern), sollte die Haltezeit entsprechend um 5 % bis 10 % verlängert werden, um sicherzustellen, dass die Austenitstruktur vor dem Abkühlen ausreichend gleichmäßig ist und eine ungleichmäßige Härte durch schnelles Abkühlen vermieden wird.

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