Mekaniske egenskaper og forskjeller i korrosjonsmotstand mellom ordinære cortenstålkvaliteter (A588, S355J2W, Q355NH)

Corten Steel (forvitringsstål) er mye brukt i konstruksjon, broer, transport og andre felt på grunn av sin utmerkede selvbeskyttende ytelse. Imidlertid har forskjellige internasjonale standarder formulert forskjellige kvaliteter av Corten Steel, blant dem ASTM A588 (amerikansk standard), EN 10025-5 S355J2W (europeisk standard) og GB/T 4171 Q355NH (kinesisk standard) er de mest vanlige. Forskjellene i mekaniske egenskaper (flytestyrke, slagfasthet) og korrosjonsmotstand mellom disse kvalitetene påvirker direkte prosjektvalg, levetid og kostnadskontroll. Denne artikkelen vil systematisk sammenligne disse kjerneytelsesindikatorene for å gi en klar referanse for utenlandske kunder.

Mekaniske egenskaper av klasse A588

Mekaniske egenskaper til S355J2W+N Plate

Mekaniske egenskaper tilQ355NH

1. Sammenligning av mekaniske egenskaper

Mekaniske egenskaper er den grunnleggende garantien for den strukturelle sikkerheten til Corten Steel, og nøkkelindikatorene inkluderer flytegrense (minste belastning som materialet tåler uten permanent deformasjon) og slagfasthet (evnen til å motstå brudd under plutselig belastning). Følgende er en detaljert sammenligning av de tre karakterene:

1.1 Avkastningsstyrke

Flytestyrken bestemmer bæreevnen- til Corten Steel-komponenter. De tre kvalitetene tilhører alle middels og høy-cortenstål, men det er små forskjeller i minimumskravene til flytegrense:

ASTM A588 (amerikansk standard): Minimum flytegrense er større enn eller lik 345 MPa (50 ksi). Den er delt inn i flere under-grader (som Gr.A, Gr.K), og kravene til flytestyrke for forskjellige under-kvaliteter er konsistente, hovedsakelig forskjellige i urenhetsinnhold og kornforedlingselementer (som Gr.K inneholder Nb/V for å optimalisere kornstrukturen).

EN 10025-5 S355J2W (europeisk standard): Minimum flytegrense er større enn eller lik 355 MPa, som er 10 MPa høyere enn A588. "355" i karakteren representerer direkte minimum flytegrenseverdi, og standarden har streng kontroll over fluktuasjonsområdet for flytegrense for å sikre stabiliteten til strukturell bæreevne.

GB/T 4171 Q355NH (kinesisk standard): Minimum flytegrense er større enn eller lik 355 MPa, som er det samme som S355J2W. Sammenlignet med den gamle versjonen av Q345NH, er flytegrensen økt med 10 MPa, og den generelle mekaniske ytelsen er på linje med internasjonale avanserte standarder.

1.2 Slagfasthet

Slagfasthet er spesielt kritisk for prosjekter i lav-temperaturmiljøer, siden den bestemmer materialets motstand mot sprø brudd. De tre karakterene har åpenbare forskjeller i slagtemperatur og slagenergikrav:

ASTM A588: Standarden krever slagtester ved 0 grader, og minimum slagenergi er større enn eller lik 27 J. For prosjekter i kaldere områder (som -20 grader), må høy-seighetsunder-grader tilpasses, og standardkvaliteten er ikke egnet for miljøer med ultralav temperatur.

EN 10025-5 S355J2W: "J2" i karakteren indikerer at slagtesten utføres ved -20 grader, og minimum slagenergi er Større enn eller lik 27 J. Den har bedre seighet ved lav temperatur enn A588s standardkvalitet og er egnet for de fleste tempererte og kalde områder i Europa.

GB/T 4171 Q355NH: Standarden krever slagtester ved -20 grader, og minimum slagenergi er større enn eller lik 34 J, som er høyere enn A588 og S355J2W. Den har utmerket lav-temperaturytelse og er spesielt egnet for prosjekter i områder med høy temperatur, for eksempel Nord-Kina.

2. Sammenligning av korrosjonsmotstand

Korrosjonsmotstanden til Corten Steel avhenger hovedsakelig av typen og innholdet av legeringselementer (Cu, Cr, Ni, P, etc.), som i fellesskap fremmer dannelsen av et tett -FeOOH-beskyttende rustlag. Korrosjonsmotstandsforskjellene til de tre karakterene gjenspeiles i legeringselementets konfigurasjon og korrosjonsbestandighetsindeksen:

2.1 Legeringselementsammensetning

ASTM A588: Den tilhører Cu-Cr-Ni-legeringssystemet, med Cu-innhold på 0,25-0,40 %, Cr-innhold på 0,40–0,65 % og Ni-innhold mindre enn eller lik 0,40 %. Fosfor (P)-innholdet er strengt kontrollert (mindre enn eller lik 0,03%), noe som prioriterer sveiseytelse samtidig som korrosjonsbestandighet sikres. Det er et "lavfosfor-type" Corten Steel.

EN 10025-5 S355J2W: Standarden krever klart at det totale innholdet av Cu + Cr + Ni Større enn eller lik 0,80 %, med Cu-innhold på 0,20-0,50 %, Cr-innhold på 0,30-1,20 % og Ni-innhold Mindre enn eller lik 0,65 %. Den kan tilpasses til "høyfosfor-type" (S355J0WP, P-innhold 0,06-0,15%) etter behov, og høyfosfor-typen har bedre korrosjonsbestandighet, men noe redusert sveiseytelse.

GB/T 4171 Q355NH: Den bruker Cu-Cr-Ni-legeringssystemet, med Cu-innhold på 0,25-0,55 %, Cr-innhold på 0,40–0,80 % og Ni-innhold mindre enn eller lik 0,65 %. Det totale innholdet av Cu + Cr + Ni er også større enn eller lik 0,80 %, noe som stemmer overens med S355J2W. Den har to typer: ordinær type (P Mindre enn eller lik 0,03%) og type med høy værbestandighet (Q355GNH, P 0,07-0,15%), som dekker ulike korrosjonsmiljøbehov.

2.2 Korrosjonsmotstandsytelse

ASTM A588: Værbestandighetsindeksen (I) Større enn eller lik 6,0, og den årlige korrosjonshastigheten i industrielle og landlige atmosfærer er 0,015-0,025 mm/år. Den er egnet for medium-korrosjonsmiljøer, og hjelpetiltak mot-korrosjon (som silanimpregnering) må legges til i kystområder med høye-saltsprøyting.

EN 10025-5 S355J2W: Værbestandighetsindeksen (I) Større enn eller lik 6,0, og den høye-fosfortypen (S355J0WP) har en værbestandighetsindeks større enn eller lik 7,0. Den årlige korrosjonshastigheten i medium-korrosjonsmiljøer er 0,010-0,020 mm/år, noe som er litt bedre enn A588. S355J2W(H) underklassen spesialdesignet for jernbanebroer har sterkere motstand mot kloridionkorrosjon.

GB/T 4171 Q355NH: Værbestandighetsindeksen (I) Større enn eller lik 6,0, og den høye-værmotstandstypen Q355GNH har en værbestandighetsindeks større enn eller lik 7,0. Korrosjonsmotstanden tilsvarer den for S355J2W, og den årlige korrosjonshastigheten er 0,010-0,020 mm/år. Sammenlignet med de to andre karakterene har den åpenbare kostnadsfordeler (15-20 % lavere enn A588 og S355J2W).

3. Sammendrag og praktiske utvalgsforslag

For å oppsummere, er kjerneytelsesforskjellene til de tre vanlige Corten-stålkvalitetene som følger: Når det gjelder mekaniske egenskaper, har S355J2W og Q355NH høyere flytegrense enn A588, og Q355NH har den beste slagseigheten ved lav-temperatur; når det gjelder korrosjonsbestandighet, er S355J2W og Q355GNH (type med høy-værbestandighet) bedre enn A588, og Q355NH har høyest kostnadsytelse.

For utenlandske kunder gis følgende valgforslag i henhold til ulike prosjektbehov:

Hvis prosjektet er lokalisert i Nord-Amerika og må overholde lokale standarder, eller prioriterer sveiseytelse i medium-korrosjonsmiljøer,ASTM A588anbefales;

Hvis prosjektet er lokalisert i Europa, eller må brukes i miljøer med lav-temperatur (-20 grader ) og middels høy korrosjon, og har høye krav til ytelsesstabilitet,EN 10025-5 S355J2Wanbefales; for miljøer med høy-korrosjon som kystområder, kan S355J0WP (høy-fosfortype) velges;

Hvis prosjektet etterstreber kostnadsytelse, eller trenger å balansere høy styrke, lav-temperaturseighet og korrosjonsbestandighet,GB/T 4171 Q355NHanbefales; for miljøer med høy-korrosjon kan Q355GNH (type med høy-værbestandighet) matches.