Механични свойства и разлики в устойчивостта на корозия на основните класове стомана Corten (A588, S355J2W, Q355NH)

Corten Steel (устойчива на атмосферни влияния стомана) се използва широко в строителството, мостовете, транспорта и други области поради отличните си само{0}}защитни характеристики. Различни международни стандарти обаче са формулирали различни степени на Corten Steel, сред които ASTM A588 (американски стандарт), EN 10025-5 S355J2W (европейски стандарт) и GB/T 4171 Q355NH (китайски стандарт) са най-масовите. Разликите в механичните свойства (граница на провлачване, якост на удар) и устойчивост на корозия между тези класове пряко влияят върху избора на проект, експлоатационния живот и контрола на разходите. Тази статия систематично ще сравнява тези основни показатели за ефективност, за да предостави ясна справка за чуждестранните клиенти.

Механични свойства на клас A588

Механични свойства на плоча S355J2W+N

Механични свойства наQ355NH

1. Сравнение на механичните свойства

Механичните свойства са основната гаранция за структурната безопасност на Corten Steel, а ключовите показатели включват граница на провлачване (минималното напрежение, което материалът може да издържи без постоянна деформация) и якост на удар (способността да устои на счупване при внезапно натоварване). Следва подробно сравнение на трите степени:

1.1 Граница на провлачване

Границите на провлачване определят товароносимост-на компонентите на Corten Steel. Всичките три степени принадлежат към Corten Steel със средна и висока -якост, но има малки разлики в изискванията за минимална граница на провлачане:

ASTM A588 (американски стандарт): Минималната граница на провлачване е по-голяма или равна на 345 MPa (50 ksi). Той е разделен на множество под-класове (като Gr.A, Gr.K) и изискванията за граница на провлачване на различните под-класове са последователни, като се различават главно по съдържание на примеси и елементи за усъвършенстване на зърното (като Gr.K съдържа Nb/V за оптимизиране на структурата на зърното).

EN 10025-5 S355J2W (Европейски стандарт): Минималната граница на провлачване е по-голяма или равна на 355 MPa, което е с 10 MPa по-високо от A588. „355“ в класа директно представлява минималната стойност на границата на провлачване и стандартът има строг контрол върху диапазона на колебание на якостта на провлачване, за да се гарантира стабилността на носещата способност на конструкцията.

GB/T 4171 Q355NH (китайски стандарт): Минималната граница на провлачване е по-голяма или равна на 355 MPa, което е същото като S355J2W. В сравнение със старата версия на Q345NH, границата на провлачване е увеличена с 10 MPa, а цялостната механична производителност е приведена в съответствие с международните съвременни стандарти.

1.2 Якост на удар

Ударната якост е особено критична за проекти в среда с ниска-температура, тъй като определя устойчивостта на материала на крехко счупване. Трите степени имат очевидни разлики в изискванията за температура на удар и енергия на удар:

ASTM A588: Стандартът изисква тестове за удар при 0 градуса, а минималната енергия на удара е по-голяма или равна на 27 J. За проекти в по-студени региони (като -20 градуса), високите-издръжливост-степени трябва да бъдат персонализирани, а степента по подразбиране не е подходяща за среди с ултра ниски температури.

EN 10025-5 S355J2W: „J2“ в класа показва, че тестът за удар е извършен при -20 градуса и минималната енергия на удара е по-голяма или равна на 27 J. Той има по-добра издръжливост при ниски температури от класа по подразбиране на A588 и е подходящ за повечето умерени и студени региони в Европа.

GB/T 4171 Q355NH: Стандартът изисква тестове за удар при -20 градуса, а минималната енергия на удара е по-голяма или равна на 34 J, което е по-високо от A588 и S355J2W. Има отлична ефективност при ниски-температури и е особено подходящ за проекти в региони с висок студ, като северен Китай.

2. Сравнение на устойчивостта на корозия

Устойчивостта на корозия на Corten Steel зависи главно от вида и съдържанието на легиращи елементи (Cu, Cr, Ni, P и др.), които съвместно насърчават образуването на плътен -FeOOH защитен слой от ръжда. Разликите в устойчивостта на корозия на трите степени се отразяват в конфигурацията на легиращия елемент и индекса на устойчивост на корозия:

2.1 Състав на легиращи елементи

ASTM A588: Принадлежи към системата от сплави Cu-Cr-Ni със съдържание на Cu 0,25-0,40%, съдържание на Cr 0,40-0,65% и съдържание на Ni по-малко или равно на 0,40%. Съдържанието на фосфор (P) е строго контролирано (По-малко или равно на 0,03%), което дава приоритет на ефективността на заваряване, като същевременно осигурява устойчивост на корозия. Това е "тип с ниско съдържание на фосфор" Corten Steel.

EN 10025-5 S355J2W: Стандартът ясно изисква общото съдържание на Cu + Cr + Ni да е по-голямо или равно на 0,80%, със съдържание на Cu от 0,20-0,50%, съдържание на Cr от 0,30-1,20% и съдържание на Ni по-малко или равно на 0,65%. Може да се персонализира в „тип с високо съдържание на фосфор“ (S355J0WP, съдържание на P 0,06-0,15%) според нуждите, а типът с високо съдържание на фосфор има по-добра устойчивост на корозия, но леко намалена производителност на заваряване.

GB/T 4171 Q355NH: Приема системата от сплави Cu-Cr-Ni със съдържание на Cu от 0,25-0,55%, съдържание на Cr от 0,40-0,80% и съдържание на Ni по-малко или равно на 0,65%. Общото съдържание на Cu + Cr + Ni също е по-голямо или равно на 0,80%, което е в съответствие с S355J2W. Има два вида: обикновен тип (P по-малко или равно на 0,03%) и тип устойчивост на високи атмосферни влияния (Q355GNH, P 0,07-0,15%), покриващ различни нужди от корозионна среда.

2.2 Показатели за устойчивост на корозия

ASTM A588: Индексът на устойчивост на атмосферни влияния (I) е по-голям или равен на 6,0, а годишната скорост на корозия в промишлени и селски атмосфери е 0,015-0,025 mm/година. Подходящо е за среди със средна-корозия и трябва да се добавят спомагателни анти-корозионни мерки (като импрегниране със силан) в крайбрежни райони с високо-солени пръски.

EN 10025-5 S355J2W: Индексът на устойчивост на атмосферни влияния (I) е по-голям или равен на 6,0, а типът с високо-фосфор (S355J0WP) има индекс на устойчивост на атмосферни влияния, по-голям или равен на 7,0. Годишната скорост на корозия в среда със средна-корозия е 0,010-0,020 mm/година, което е малко по-добро от A588. Подложката S355J2W(H), специално проектирана за железопътни мостове, има по-голяма устойчивост на корозия на хлоридни йони.

GB/T 4171 Q355NH: Индексът на устойчивост на атмосферни влияния (I) е по-голям или равен на 6,0, а високо{1}}устойчивият на атмосферни влияния тип Q355GNH има индекс на устойчивост на атмосферни влияния, по-голям или равен на 7,0. Неговата устойчивост на корозия е еквивалентна на тази на S355J2W, а годишната скорост на корозия е 0,010-0,020 mm/година. В сравнение с другите два класа, той има очевидни предимства в цената (15-20% по-ниски от A588 и S355J2W).

3. Обобщение и практически предложения за избор

За да обобщим, основните разлики в производителността на трите основни класа Corten Steel са както следва: По отношение на механичните свойства, S355J2W и Q355NH имат по-висока граница на провлачване от A588, а Q355NH има най-добрата издръжливост при ниски -температури; по отношение на устойчивостта на корозия, S355J2W и Q355GNH (тип с висока -устойчивост на атмосферни влияния) са по-добри от A588, а Q355NH има най-висока цена.

За чуждестранни клиенти се предоставят следните предложения за избор според различните нужди на проекта:

Ако проектът се намира в Северна Америка и трябва да отговаря на местните стандарти или дава приоритет на ефективността на заваряване в среда със средна-корозия,ASTM A588се препоръчва;

Ако проектът се намира в Европа или трябва да се използва в среда с ниска-температура (-20 градуса) и средно висока корозия и има високи изисквания за стабилност на работата,EN 10025-5 S355J2Wсе препоръчва; за среди с висока -корозия, като крайбрежни райони, може да се избере S355J0WP (тип с високо-фосфорно съдържание);

Ако проектът преследва ефективност на разходите или трябва да балансира висока якост, издръжливост при ниски-температури и устойчивост на корозия,GB/T 4171 Q355NHсе препоръчва; за среди с висока-корозия може да се съпостави Q355GNH (тип с висока-устойчивост на атмосферни влияния).