Q235B'nin darbe dayanıklılığı (darbe yükü altında kırılmaya karşı direnç gösterme yeteneği), çeliğin iç yapısını, bileşen dağılımını veya gerilim durumunu değiştirerek dayanıklılığını doğrudan etkileyen çeşitli faktörlerden etkilenir. Başlıca etkileyen faktörler aşağıdaki gibidir:
1. Kimyasal Bileşimin Etkisi
Karbon (C) İçeriği
Karbon güçlendirici bir elementtir ancak aşırı seviyeleri (%0,20'lik standart üst sınıra yaklaşmak) çeliğin kırılganlığını artırır. Karbon, perlit oluşumunu teşvik ederek mikro yapı sertliğini arttırır ve plastisiteyi azaltır, böylece darbe enerjisinin azalmasına yol açar.
Daha düşük bir karbon içeriği (örneğin, %0,15 - %0,18), gelişmiş plastiklik ve darbe dayanıklılığıyla sonuçlanır.
Kükürt (S) ve Fosfor (P) Gibi Zararlı Elementler
Kükürt, demir ile reaksiyona girerek düşük-erime noktalı-sülfitler (FeS gibi) oluşturur; bunlar tane sınırlarında birikerek "sıcak kırılganlığa" neden olur ve oda-sıcaklığı darbe dayanıklılığını azaltır.
Fosfor, tanecik sınırlarında ayrılma eğilimi göstererek çeliğin-düşük sıcaklıktaki kırılganlığını ("soğuk kırılganlığı") şiddetlendirir. Oda sıcaklığında bile yüksek fosfor içeriği darbe enerjisini azaltabilir. Standart, dayanıklılık üzerindeki olumsuz etkilerini en aza indirmek için S ve P'yi kesinlikle %0,045'ten az veya buna eşit olarak sınırlar.
Manganez (Mn) İçeriği
Manganez faydalı bir elementtir. Uygun miktarlar (örneğin, %0,8 ila %1,2) kükürt ile birleşerek yüksek-erime-noktalı sülfürler (MnS) oluşturabilir ve kükürtün zararlı etkilerini hafifletebilir. Manganez ayrıca taneleri rafine eder ve perlitin tekdüzeliğini geliştirerek darbe dayanıklılığını artırır.
Ancak aşırı Mn içeriği (%1,40'lık üst sınıra yaklaşma), aşırı yüksek mikroyapı sertliğine neden olabilir ve bu da tokluğu azaltır.
Silikon (Si) İçeriği
Oksidan giderici olarak silikon, uygun miktarlarda (%0,35'ten az veya eşit) mukavemeti artırabilir, ancak aşırı miktarlar çeliğin kırılganlığını artırabilir, özellikle de düşük-sıcaklık darbe dayanıklılığını azaltabilir.
II. Mikroyapının Etkileri
Tane Boyutu
Daha ince taneler, tane sınırlarının alanını arttırır. Darbe yükleri altında, tane sınırları çatlağın yayılmasını engelleyebilir, böylece darbe dayanıklılığını artırabilir ("tane incelmesinin güçlendirilmesi" ilkesi). Uygun olmayan haddeleme veya ısıl işlem süreçleri (aşırı yüksek son işlem sıcaklıkları gibi) iri tanelerin oluşmasına neden olabilir ve darbe dayanıklılığını önemli ölçüde azaltabilir.
Mikroyapısal Homojenlik
Çelikteki ağ karbürler, kalıntılar (oksitler ve sülfürler gibi) veya ayrışma (düzensiz bileşim dağılımı), çatlak başlatıcı çekirdekler haline gelerek darbe dayanıklılığını azaltabilir. Örneğin, yüksek karbon ve fosfor içeriğine sahip merkezi bir ayrılmış alan, diğer alanlara göre önemli ölçüde daha düşük tokluğa sahiptir.
{0}Metalik Olmayan Katkılar
Eritme sırasında giderilmeyen-metalik olmayan kalıntılar (Al₂O₃ ve SiO₂ gibi) çeliğin sürekliliğini bozabilir. Etkilendiğinde, dahil etme-matris arayüzünde gerilim yoğunlaşmaları meydana gelebilir, bu da çatlağın erken başlamasına ve darbe enerjisinin azalmasına yol açar.
III. İşleme Teknolojisinin Etkisi
Haddeleme Teknolojisi
Bitirme Sıcaklığı: Eğer bitirme sıcaklığı çok yüksekse (östenit yeniden kristalleşme sıcaklığının üstünde), iri taneler oluşabilir ve bu da tokluğu azaltır. Bitirme sıcaklığı daha düşük tutulursa (örneğin Ar₃'nın altında), tane incelmesi sağlanabilir ve bu da tokluğu artırır. Yuvarlanma Deformasyonu: Deformasyonu uygun şekilde artırmak (örneğin, çoklu-geçişli haddeleme), iri taneleri parçalayabilir, tane inceliğini artırabilir ve dayanıklılığı artırabilir; yetersiz deformasyon düzensiz mikro yapıya yol açabilir.
Isıl İşlem Prosesi
Q235B genellikle özel bir ısıl işleme tabi tutulmaz, ancak haddeleme sonrasındaki soğutma hızı mikro yapıyı etkileyebilir: çok hızlı soğutma, martensit gibi sert ve kırılgan yapılar oluşturarak tokluğu azaltabilir; çok yavaş soğutma tanelerin irileşmesine neden olabilir.
Kaynak gibi daha sonra sıcak bir işlem gerçekleşirse, ısıdan- etkilenen bölgedeki (HAZ) sıcaklık dalgalanmaları, taneciklerin kabalaşmasına veya kırılgan fazların çökelmesine neden olabilir ve bu da darbe dayanıklılığında yerel bir azalmaya neden olabilir.
IV. Dış Çevresel Etkiler
Sıcaklık
Daha önce de belirtildiği gibi, Q235B'nin darbe dayanıklılığı sıcaklık azaldıkça azalır: Oda sıcaklığında dayanıklılık sabit kalırken, düşük sıcaklıklarda (özellikle -10 derecenin altında) önemli ölçüde azalır ve hatta kırılgan kırılmaya neden olabilir (bkz. "Q235B'nin Darbe Tokluğu ve Sıcaklığı Arasındaki İlişki"). Stres Durumu
Çelik, çok-yönlü gerilime (karmaşık yapılarda gerilim yoğunlaşması gibi) maruz kaldığında, plastik deformasyon kısıtlanır, bu da kırılgan kırılma olasılığını artırır ve darbe tokluğu performansının düşmesine neden olur. Tek eksenli çekme gerilimi altında tokluk nispeten üstündür.
Yükleme Hızı
Darbeli yükleme sırasında (ani darbe gibi) yükleme oranı ne kadar yüksek olursa, çeliğin plastik deformasyona uğraması için gereken süre o kadar az olur, bu da gevrek kırılma eğilimini artırır ve darbe enerjisini azaltır. Yavaş yüklerken tokluk performansı daha kararlıdır.
V. Malzeme Kusurlarının Etkisi
Çelikteki gözenekler, çatlaklar ve büzülme boşlukları gibi iç kusurlar, darbe yüklemesi altında gerilim yoğunlaşma noktaları görevi görerek çatlak yayılmasını hızlandırabilir ve darbe dayanıklılığını önemli ölçüde azaltabilir. Örneğin, sürekli döküm külçesindeki iç çatlaklar haddeleme sırasında giderilmezse, bunlar bitmiş ürünün darbe performansını ciddi şekilde etkileyebilir.
Özetle Q235B'nin darbe dayanıklılığı, kimyasal bileşim, mikro yapı, işleme teknolojisi ve ortam sıcaklığı dahil olmak üzere birçok faktörün etkileşiminin sonucudur. Gerçek üretimde, bileşimin kontrol edilmesi (özellikle zararlı elementler), haddeleme işleminin optimize edilmesi (tane boyutunun iyileştirilmesi yoluyla) ve kalıntılar ile kusurların azaltılması, darbe dayanıklılığının uygulama gereksinimlerini karşılamasını etkili bir şekilde sağlayabilir.