Mechanische eigenschappen en corrosieweerstand Verschillen tussen reguliere cortenstaalsoorten (A588, S355J2W, Q355NH)

Cortenstaal (cortenstaal) wordt veel gebruikt in de bouw, bruggen, transport en andere gebieden vanwege de uitstekende zelfbeschermende prestaties. Verschillende internationale normen hebben echter verschillende soorten cortenstaal geformuleerd, waarvan ASTM A588 (Amerikaanse norm), EN 10025-5 S355J2W (Europese norm) en GB/T 4171 Q355NH (Chinese norm) de meest gangbare zijn. De verschillen in mechanische eigenschappen (vloeisterkte, slagvastheid) en corrosieweerstand tussen deze kwaliteiten zijn rechtstreeks van invloed op de projectselectie, levensduur en kostenbeheersing. In dit artikel worden deze kernprestatie-indicatoren systematisch vergeleken om een ​​duidelijke referentie te bieden voor buitenlandse klanten.

Mechanische eigenschappen van klasse A588

Mechanische eigenschappen van S355J2W+N-plaat

Mechanische eigenschappen vanQ355NH

1. Vergelijking van mechanische eigenschappen

Mechanische eigenschappen vormen de basisgarantie voor de structurele veiligheid van cortenstaal, en de belangrijkste indicatoren zijn onder meer de vloeigrens (de minimale spanning die het materiaal kan weerstaan ​​zonder permanente vervorming) en slagvastheid (het vermogen om weerstand te bieden aan breuk onder plotselinge belasting). Hieronder volgt een gedetailleerde vergelijking van de drie kwaliteiten:

1.1 Opbrengststerkte

De rekgrens bepaalt het draagvermogen- van cortenstaalcomponenten. De drie kwaliteiten behoren allemaal tot cortenstaal met gemiddelde en hoge-sterkte, maar er zijn kleine verschillen in de vereisten voor minimale vloeigrens:

ASTM A588 (Amerikaanse standaard): De minimale vloeigrens is groter dan of gelijk aan 345 MPa (50 ksi). Het is onderverdeeld in meerdere sub-klassen (zoals Gr.A, Gr.K), en de eisen aan de vloeigrens van verschillende sub-klassen zijn consistent, waarbij ze voornamelijk verschillen wat betreft het gehalte aan onzuiverheden en korrelverfijningselementen (zoals Gr.K bevat Nb/V om de korrelstructuur te optimaliseren).

EN 10025-5 S355J2W (Europese norm): De minimale vloeigrens is groter dan of gelijk aan 355 MPa, wat 10 MPa hoger is dan A588. De "355" in de kwaliteit vertegenwoordigt direct de minimale vloeigrenswaarde, en de standaard heeft strikte controle over het fluctuatiebereik van de vloeigrens om de stabiliteit van het structurele draagvermogen te garanderen.

GB/T 4171 Q355NH (Chinese standaard): De minimale vloeigrens is groter dan of gelijk aan 355 MPa, wat hetzelfde is als S355J2W. Vergeleken met de oude versie van Q345NH is de vloeigrens met 10 MPa verhoogd en zijn de algehele mechanische prestaties afgestemd op internationale geavanceerde normen.

1.2 Slagvastheid

Slagvastheid is vooral van cruciaal belang voor projecten in omgevingen met lage- temperaturen, omdat deze de weerstand van het materiaal tegen brosse breuk bepaalt. De drie kwaliteiten hebben duidelijke verschillen in impacttemperatuur en impactenergievereisten:

ASTM A588: De norm vereist impacttests bij 0 graden en de minimale impactenergie is groter dan of gelijk aan 27 J. Voor projecten in koudere streken (zoals -20 graden), moeten hoge-taaiheidssub-graden worden aangepast, en de standaardklasse is niet geschikt voor omgevingen met ultralage temperaturen.

EN 10025-5 S355J2W: De "J2" in de kwaliteit geeft aan dat de botstest wordt uitgevoerd bij -20 graden en dat de minimale impactenergie groter is dan of gelijk is aan 27 J. Het heeft een betere taaiheid bij lage temperaturen dan de standaardklasse A588 en is geschikt voor de meeste gematigde en koude streken in Europa.

GB/T 4171 Q355NH: De norm vereist impacttests bij -20 graden, en de minimale impactenergie is groter dan of gelijk aan 34 J, wat hoger is dan A588 en S355J2W. Het heeft uitstekende prestaties bij lage- temperaturen en is vooral geschikt voor projecten in zeer koude streken zoals Noord-China.

2. Vergelijking van corrosiebestendigheid

De corrosieweerstand van Cortenstaal hangt vooral af van het type en het gehalte aan legeringselementen (Cu, Cr, Ni, P, etc.), die gezamenlijk de vorming van een dichte -FeOOH beschermende roestlaag bevorderen. De verschillen in corrosieweerstand tussen de drie kwaliteiten worden weerspiegeld in de configuratie van de legeringselementen en de corrosieweerstandsindex:

2.1 Samenstelling van legeringselementen

ASTM A588: Het behoort tot het Cu-Cr-Ni-legeringssysteem, met een Cu-gehalte van 0,25-0,40%, een Cr-gehalte van 0,40-0,65% en een Ni-gehalte van minder dan of gelijk aan 0,40%. Het fosforgehalte (P) wordt strikt gecontroleerd (minder dan of gelijk aan 0,03%), waarbij prioriteit wordt gegeven aan de lasprestaties en tegelijkertijd de corrosieweerstand wordt gegarandeerd. Het is een “fosforarm” Cortenstaal.

EN 10025-5 S355J2W: De norm vereist duidelijk dat het totale gehalte aan Cu + Cr + Ni groter is dan of gelijk is aan 0,80%, met een Cu-gehalte van 0,20-0,50%, een Cr-gehalte van 0,30-1,20% en een Ni-gehalte kleiner dan of gelijk aan 0,65%. Het kan naar behoefte worden aangepast tot het "type met hoog fosforgehalte" (S355J0WP, P-gehalte 0,06-0,15%), en het type met hoog fosforgehalte heeft een betere corrosieweerstand maar enigszins verminderde lasprestaties.

GB/T 4171 Q355NH: Er wordt gebruik gemaakt van het Cu-Cr-Ni-legeringssysteem, met een Cu-gehalte van 0,25-0,55%, een Cr-gehalte van 0,40-0,80% en een Ni-gehalte van minder dan of gelijk aan 0,65%. Het totale gehalte aan Cu + Cr + Ni is ook groter dan of gelijk aan 0,80%, wat consistent is met S355J2W. Er zijn twee typen: het gewone type (P kleiner dan of gelijk aan 0,03%) en het type met hoge weersbestendigheid (Q355GNH, P 0,07-0,15%), die verschillende behoeften op het gebied van corrosieomgevingen dekken.

2.2 Prestaties op het gebied van corrosiebestendigheid

ASTM A588: De weerbestendigheidsindex (I) Groter dan of gelijk aan 6,0, en de jaarlijkse corrosiesnelheid in industriële en landelijke atmosferen is 0,015-0,025 mm/jaar. Het is geschikt voor omgevingen met gemiddelde-corrosie, en aanvullende anti-corrosiemaatregelen (zoals impregneren met silaan) moeten worden toegevoegd in kustgebieden met veel-zoutnevel.

EN 10025-5 S355J2W: De weerbestendigheidsindex (I) groter dan of gelijk aan 6,0, en het type met hoog-fosfor (S355J0WP) heeft een weerbestendigheidsindex groter dan of gelijk aan 7,0. De jaarlijkse corrosiesnelheid in omgevingen met gemiddelde-corrosie is 0,010-0,020 mm/jaar, wat iets beter is dan bij A588. De S355J2W(H)-onderklasse, speciaal ontworpen voor spoorbruggen, heeft een sterkere weerstand tegen chloride-ioncorrosie.

GB/T 4171 Q355NH: De weerbestendigheidsindex (I) groter dan of gelijk aan 6,0, en het hoge-weerbestendigheidstype Q355GNH heeft een weerbestendigheidsindex groter dan of gelijk aan 7,0. De corrosieweerstand is gelijk aan die van S355J2W en de jaarlijkse corrosiesnelheid bedraagt ​​0,010-0,020 mm/jaar. Vergeleken met de andere twee kwaliteiten heeft het duidelijke kostenvoordelen (15-20% lager dan A588 en S355J2W).

3. Samenvatting en praktische selectiesuggesties

Samenvattend zijn de belangrijkste prestatieverschillen tussen de drie reguliere cortenstaalsoorten als volgt: In termen van mechanische eigenschappen hebben S355J2W en Q355NH een hogere vloeigrens dan A588, en Q355NH heeft de beste slagvastheid bij lage- temperaturen; in termen van corrosieweerstand zijn S355J2W en Q355GNH (hoge-weerbestendigheidstype) beter dan A588, en Q355NH heeft de hoogste kostenprestaties.

Voor buitenlandse klanten worden de volgende selectiesuggesties gegeven op basis van verschillende projectbehoeften:

Als het project zich in Noord-Amerika bevindt en moet voldoen aan lokale normen, of prioriteit geeft aan lasprestaties in omgevingen met gemiddelde- corrosie,ASTM A588wordt aanbevolen;

Als het project zich in Europa bevindt, of moet worden gebruikt in omgevingen met lage- temperaturen (-20 graden) en middelhoge corrosie, en hoge eisen stelt aan prestatiestabiliteit,EN 10025-5 S355J2Wwordt aanbevolen; voor omgevingen met hoge-corrosie, zoals kustgebieden, kan S355J0WP (type met hoog-fosfor) worden geselecteerd;

Als het project kostenprestaties nastreeft, of een balans moet vinden tussen hoge sterkte, taaiheid bij lage- temperaturen en corrosieweerstand,GB/T 4171 Q355NHwordt aanbevolen; voor omgevingen met hoge-corrosie kan Q355GNH (type met hoge-weerbestendigheid) worden gecombineerd.