22. خصائص المواد وخصائص الأداء
س 1: ما هي الخواص الميكانيكية الرئيسية للصلب Q355B؟
A1: Q355B الصلب يعرض العديد من الخصائص الميكانيكية الحرجة التي تجعلها مناسبة للتطبيقات الهيكلية. الحد الأدنى لقوة العائد هو 355 ميجا باسكال ، في حين تتراوح قوة الشد عادة بين 470 - 630 MPa. استطالة عند كسر يقيس أكبر من أو تساوي 22 ٪ ، مما يشير إلى ليونة جيدة. إن طاقة تأثير Charpy V في 20 درجة أكبر من أو تساوي 34J ، مما يدل على صلابة كافية. تحتوي المادة على نطاق صلابة برينيل من 120-180 HB ، موازنة القابلية للآلات ومقاومة التآكل. معامل يونغ هو حوالي 210 GPA ، على غرار فولاذ الكربون الأخرى. تظل هذه الخصائص مستقرة عبر نطاق درجة حرارة واسعة ، على الرغم من انخفاض صلابة التأثير دون درجة إلى 20 درجة. يتيح المزيج المتوازن من القوة والليونة Q355B لتحمل كل من الأحمال الثابتة والديناميكية في تطبيقات البناء والآلات.
Q2: كيف يؤدي أداء Q355B في ظروف التحميل الدورية؟
A2: Q355B يوضح مقاومة جيدة للإرهاق عند تصميمها وتصنيعها بشكل صحيح. حد التحمل للعينات المصقولة حوالي 200 - 250 ميجا باسكال في 2 مليون دورة. عادةً ما تُظهر المفاصل الملحومة قوة التعب المخفضة (80 - 120 MPa) بسبب تركيزات الإجهاد في أصابع اللحام. يتبع أداء التعب المنحنيات القياسية S - n لتوضيح الكربون ، مع وجود ضغوط في التصميم السليم أقل من حد التعب للحياة اللانهائية. يؤثر الانتهاء من السطح بشكل كبير على الأداء - يتفوق الأسطح المُصنعة على شكل -. يمكن أن تؤدي العلاجات بعد اليرداد مثل الطحن أو التخلص إلى تحسين عمر التعب بنسبة 20-30 ٪. تتطلب التطبيقات الهامة تحليلًا مفصلًا للإرهاق باستخدام طرق مثل الإجهاد الاسمي أو إجهاد النقطة الساخنة أو أساليب إجهاد الشق الفعالة لكل رموز التصميم ذات الصلة.
س 3: ما هي الخواص الحرارية لأنابيب Q355B؟
A3: أنابيب Q355B لها خصائص حرارية مهمة لحسابات التصميم. يبلغ معامل التمدد الحراري 12 × 10⁻⁶/ درجة بين 20 - 100 درجة ، ويزداد قليلاً في درجات حرارة أعلى. يقيس الموصلية الحرارية حوالي 50 واط/(م · ك) ، مما يسمح بنقل الحرارة الفعال في تطبيقات المبادل الحراري. سعة الحرارة المحددة هي 465 J/(كجم · ك) في درجة حرارة الغرفة. تحتفظ المادة بالقوة تصل إلى حوالي 300 درجة ، مع انخفاض قوة العائد إلى 90 ٪ من قيمة درجة حرارة الغرفة عند 200 درجة و 75 ٪ في 300 درجة. فوق 400 درجة ، يصبح الزحف اعتبارًا للخدمة طويلة الأجل. تؤثر هذه الخصائص على اعتبارات التصميم للأنابيب التي تعاني من اختلافات درجات الحرارة أو المستخدمة في تطبيقات نقل الحرارة.
س 4: كيف يتصرف Q355B في بيئات درجة الحرارة المنخفضة؟
A4: Q355B يحافظ على صلابة كافية وصولاً إلى - 20 درجة ، مع انخفاض تأثير الطاقة تدريجياً مع انخفاض درجة الحرارة. أدناه - 20 درجة ، تنتقل المواد نحو السلوك الهش بشكل أسرع. عادة ما تنخفض درجة حرارة الانتقال الهشة - إلى -. بالنسبة لخدمة درجة الحرارة المنخفضة ، فإن الدرجة Q355D (تم اختبارها عند درجة حرارة -20) أو Q355E (تم اختبارها في -40 درجة) هي بدائل مفضلة. تعمل المقاطع الأرق بشكل عام أفضل من الأطباق السميكة في درجات حرارة منخفضة بسبب حالات الإجهاد الأكثر مواتاة. تتطلب المفاصل الملحومة اعتبارًا خاصًا لأن المنطقة المتأثرة بالحرارة غالبًا ما يكون لها درجات حرارة انتقالية أعلى. يمكن أن يمكّن التصميم والتصنيع المناسب استخدام Q355B في المناخات الباردة المعتدلة ، ولكن ينبغي النظر في مواد بديلة لظروف القطب الشمالي.
س 5: ما هي خصائص مقاومة التآكل لـ Q355B؟
A5: Q355B لديه مقاومة تآكل معتدلة نموذجية من فولاذ الكربون. دون محمي ، فإنه يشكل طبقة صدأ في التعرض في الغلاف الجوي بمعدلات 0.05 - 0.5 مم/سنة حسب البيئة. تُظهر المادة أداءً أفضل من الفولاذ الكربوني العادي بسبب الإضافات النحاسية الصغيرة (0.15-0.40 ٪) التي تعمل على تحسين مقاومة التآكل في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، يبقى عرضة لتأليف بيئات كلوريد والتآكل العام في الظروف الحمضية. عادة ما تكون الطلاء الواقي أو الحماية الكاثودية مطلوبة للخدمة طويلة الأجل. في مياه الرقم الهيدروجيني المحايدة ، تكون معدلات التآكل عمومًا أقل من 0.1 مم/سنة. تتوفر درجات التجوية الخاصة مع مقاومة التآكل المحسنة لتطبيقات معينة. يجب أن يتجنب التصميم الصحيح الشقوق والمناطق الراكدة التي يمكن أن تتسارع فيها التآكل الموضعي.
