ریزساختار معمولی فولاد تیرآهن Q355B I به عنوان- نورد شده چیست و چگونه به خواص خود دست می یابد؟

ریزساختار معمولی یک تیر-نورد Q355 I- داغ در شرایط-تحویل شده (پس از خنک شدن کنترل شده از گرمای نورد) یک ساختار-فریت دانه ریز-پرلیت است. این ریزساختار کلید خواص مکانیکی متعادل آن است. فریت یک فاز آهنی نرم، انعطاف‌پذیر، بدنه-مکعب مرکزی (BCC) با محتوای کربن کم است. پرلیت مخلوط لایه‌ای از فریت و سمنتیت (کاربید آهن، Fe3C) است که سخت‌تر و قوی‌تر است. نسبت پرلیت با محتوای کربن افزایش می یابد. این فرآیند با گرم کردن مجدد شکوفه تا مرحله آستنیت (-Fe) آغاز می‌شود. در طول نورد گرم، دانه‌های آستنیت تغییر شکل داده و به صورت دینامیکی متبلور می‌شوند و ریزتر می‌شوند. پس از عبور نهایی، فولاد سرد می شود. تبدیل از آستنیت به فریت و پرلیت در حدود 700{23}}800 درجه رخ می‌دهد. سرعت خنک‌سازی (معمولاً خنک‌کننده هوا) برای تشکیل دانه‌های فریت ریز و هم محور در مرزهای دانه آستنیت قبلی کنترل می‌شود و آستنیت باقیمانده به جزایر پرلیت تبدیل می‌شود. ظرافت این ساختار با عناصر میکروآلیاژی مانند نیوبیم (Nb) و وانادیوم (V) افزایش می یابد. اینها رسوبات کربنیترید ریز (Nb(C,N, V(C,N)) را تشکیل می دهند که مرزهای دانه آستنیت را در حین نورد زدن سنجاق می کنند و از رشد بیش از حد دانه جلوگیری می کنند و متعاقباً به تقویت از طریق سخت شدن بارندگی در فریت کمک می کنند. نتیجه یک ریزساختار ریزدانه-همگن است. اندازه دانه ریز به ویژه سودمند است زیرا به طور همزمان قدرت تسلیم را افزایش می دهد (از طریق رابطه هال-Petch) و چقرمگی دمای پایین- را بهبود می بخشد (با افزایش دمای انتقال شکل پذیر{28}}به شکننده). فریت انعطاف پذیری و چقرمگی را فراهم می کند، در حالی که پرلیت و رسوبات استحکام را ایجاد می کنند. این ترکیب الزامات مقاومت تسلیم (بیشتر یا مساوی 355 مگاپاسکال)، کشیدگی خوب (بیشتر یا مساوی 20 درصد) و انرژی ضربه مشخص (بیشتر یا مساوی 34 ژول در 20 درجه) را برآورده می کند.