S420N egy nagy -szilárdságú, normalizált, finom-szemcsés szerkezeti acél, amelyet olyan igényes mérnöki alkalmazásokban használnak, ahol a szilárdság és a szívósság egyaránt kritikus. Itt van egy részletes lebontás.
1. A név dekódolása: "S420N"
Az EN 10025-3 szabvány szerint:
S: Szerkezeti acél.
420: Minimális folyáshatár MPa-ban (16 mm vagy annál kisebb vastagság esetén). Ez lényegesen magasabb, mint az S355 minőség.
N: Normalized or normalized or normalized{0}}rolled condition. Ez a hőkezelés kulcsfontosságú a tulajdonságaihoz.
2. Irányadó szabvány
Az S420N szabványt az EN 10025-3:2019 határozza meg – *"Melegen hengerelt termékek szerkezeti acélokból - 3. rész: Normalizált/normalizált hengerelt, hegeszthető finomszemcsés szerkezeti acélok műszaki szállítási feltételei."*
Ez az S355N közvetlen, nagyobb -erősségű testvére ugyanazon a szabványon belül.
3. Főbb jellemzők és miért használják
Az S420N-t akkor választjuk, ha több erőre van szüksége, mint az S355N-nél, de továbbra is szüksége van a normalizálás előnyeire.
Nagyobb erősség:
Min. Folyási szilárdság (ReH): 420 MPa (vs . 355 MPa az S355N esetében). Ez 18%-os növekedést jelent.
Szakítószilárdság (Rm): 500 - 660 MPa.
Előny: Könnyebb, karcsúbb szerkezetek kialakítását teszi lehetővé (csökkenti a súlyt és az anyagfelhasználást), vagy lehetővé teszi a szerkezetek nagyobb terhelések elviselését.
Jó alacsony{0}}hőmérsékletű szívósság:
Ütéspróba: Charpy V{0}}bevágás -20 fokon.
Minimális energia: 40 Joule (ugyanaz a követelmény, mint az S355N).
Előnyök: Megtartja a rugalmasságot és ellenáll a rideg törésnek hideg környezetben, ami kulcsfontosságú biztonsági funkció.
Kiváló hegeszthetőség (szilárdsági osztályához képest):
Finom{0}}szemcsés acélként szabályozott kémiával rendelkezik egy meghatározott maximális szén-egyenértékkel (CEV)-, általában 0,45% körüli vastagságok esetén.
A normalizált állapot stabil, homogén mikroszerkezetet biztosít, amely megengedi a hegesztést, csökkentve ezzel a hőhatás{0}}zóna (HAZ) problémáinak kockázatát.
Normalizált állapot:
Az "N" azt jelenti, hogy ~900 fokra újra felmelegítik és levegőn hűtik. Ez:
Finomítja a szemcseszerkezetet.
Javítja a szívósságot és a rugalmasságot.
Homogenizálja a tulajdonságokat a vastagságon keresztül (létfontosságú vastag lemezeknél).
4. Kémiai összetétel (tipikus maximális értékek, t 30 mm vagy annál kisebb)
A nagyobb szilárdság elérése érdekében a hegeszthetőség és szívósság megőrzése mellett szigorúbb kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint az alacsonyabb minőségűek:
Szén (C): 0.20%
Mangán (Mn): 1.70%
Szilícium (Si): 0.60%
Foszfor (P): 0.035%
Kén (S): 0.035%
Mikro{0}}ötvözetek:A szemcsefinomítás és a csapadék erősítésére kis mennyiségben nióbiumot (Nb), vanádiumot (V) vagy titánt (Ti) adnak hozzá.
5. Összehasonlítás a kulcsfontosságú kapcsolódó fokozatokkal
| Ingatlan | S420N | S355N | S460N | S420M (AR/thermomech) |
|---|---|---|---|---|
| Standard | EN 10025-3 | EN 10025-3 | EN 10025-3 | EN 10025-4 |
| Min. Hozam (MPa) | 420 | 355 | 460 | 420 |
| Szakítószilárdság (MPa) | 500-660 | 470-630 | 550-720 | 500-660 |
| Impact Test | -20 fok / 40J | -20 fok / 40J | -20 fok / 40J | -20 fok / 40J |
| Állapot | Normalizált | Normalizált | Normalizált | Termomechanikus |
| Fő előny | Optimális egyensúly:Nagyobb szilárdság + jó szívósság | Szabványos szívóssági fokozat | Maximális szilárdság normalizált sorozatban | Hasonló erősségű, mint az S420N, de hőkezelés nélkül (gyakran olcsóbb) |
6. Elsődleges alkalmazások
Az S420N-t használjáknagy teherbírású, biztonsági-kritikus szerkezetekahol a súlymegtakarítás vagy a nagyobb teherbírás indokolja a többletköltséget.
Nehéz építőmérnökök és hidak:Hosszú-fesztávú hidakhoz, különösen ott, ahol a súlycsökkentés kulcsfontosságú, vagy kritikus kompressziós/feszítő elemekhez.
Magas{0}}emeletű és különleges épületek:Átvezető tartókhoz, mega{0}}oszlopokhoz és felhőkarcolók diarácsrendszereihez, ami nagyobb nyitott teret és kisebb tömeget tesz lehetővé.
Daru és emelőberendezések:A nagy teherbírású mobildaruk és toronydaruk fő gémjei, gémjei és tartószerkezetei, ahol a nagy szilárdság csökkenti az önsúlyt és javítja az emelőképességet.
Szélturbina tornyok:Különösen az alsó toronyszakaszoknál vagy a szárazföldi turbináknál, ahol a szállítási súlykorlátozás korlátozza. A nagyobb szilárdság magasabb, azonos vagy kisebb acéltömegű tornyokat tesz lehetővé.
Bányászat és nehézgépek:Keretek és tartószerkezetek kotrógépekhez, vontatókötélekhez és fúróberendezésekhez, amelyeknek ellenállniuk kell az extrém dinamikus terheléseknek.
Hegesztett nehéz{0}}profilú gépek:Ahol a vastag lemezeket összetett részegységekké hegesztik (pl. préskeretek, hidraulikus támasztékok), a normalizált állapot megakadályozza az olyan problémákat, mint a lamellák szakadása.
7. Fontos tervezési és gyártási megjegyzések
Hegesztés:Az S355N-hez képest magasabb CEV miatt gondos eljárási specifikációt (WPS) igényel. A vastagabb részek esetén gyakran előmelegítésre van- szükség. Az alacsony-hidrogéntartalmú elektródák használata elengedhetetlen.
Formázás és vágás:Több erőt igényelhet, mint az S355 minőség. A hideg hajlítási sugarak nagyobbak lesznek.
Költség:Drágább, mint az S355N a magasabb ötvözőtartalom és a normalizálási folyamat miatt.
Összegzés
Az S420N egy nagy -szilárdságú (420 MPa hozamú), normalizált szerkezeti acél, -20 fokon garantált szívóssággal. Ez az anyag a mérnökök számára a legjobb választás, ha a tervezés jelentős mértékben növeli a teherbíró képességet az S355-ös típusoktól, de megköveteli a megbízható hegeszthetőséget, homogenitást és alacsony hőmérsékleti szívósságot, amelyet a normalizált "N" állapot biztosít. A nagy szilárdságú szerkezeti acélok (S355 és S460/500 között) optimális középpontját{10}} képviseli, kiváló teljesítményegyensúlyt kínálva a fejlett szerkezeti tervezéshez.