Optim QC

Tolerance

Tolerance v rozměrech a tvarech:

• Řezané délky: tloušťka, šířka a délka: EN 10051. Rovinnost: EN 10029 třída N, druh oceli H.
• Řezané délky Optim QC se dodávají se zárukou Dead Flat (dokonale rovný).
• Svitky: EN 10051.

Stáhněte si rozměrové a tvarové tolerance pro oceli válcované za tepla 

Kvalita povrchu

Nařezané délky, svitky a podélně řezané svitky jsou dodávány válcované. Nařezané délky a svitky mohou být také dodány v mořeném stavu po předchozí dohodě.

Stáhněte si informace o mořených pásech 

Vlastnosti

Odolnost proti opotřebení a tvrdost

Průměrná tvrdost kalených, bainiticko-martenzitových ocelí Optim QC je lehce nad 300 HBW; jinými slovy, je to dvojnásobná tvrdost konstrukčních ocelí S355. Vysoká tvrdost a pevnost v tahu ukazují na dobrou odolnost proti opotřebení.

Testování materiálů

Jakosti Optim 900 QC a Optim 960 QC se testují podle normy EN 10149-1:1995. Zkouška tahem a rázové zkoušky se provádějí s testovacími kusy, které jsou podélné vůči směru válcování. Pro jakost Optim 1100 QC se provádí zkouška tahem s příčným testovacím kusem, ale rázová zkouška se provádí s podélným testovacím kusem. Zkouška ohybem se provádí pomocí příčných testovacích kusů.

Mechanické vlastnosti

¹⁾ Mez kluzu a pevnost v tahu se testují podélně ke směru válcování, ale jsou obě zaručeny v podélném i příčném směru. Prodloužení je testováno podélně ke směru válcování.

²⁾Mez zkluzu, pevnost v tahu a prodloužení se testují příčně ke směru válcování.

³⁾ Rázová pevnost se testuje rázovou zkouškou Charpy V podle EN ISO 148-1:2010.

Hodnota rázové pevnosti 34 J/cm² koresponduje s hodnotou 27 J pro plnoformátové standardní testovací kusy 10 x 10 mm. Pro tloušťky menší než 6 mm se neprovádějí žádné rázové zkoušky.

⁴⁾ Prodloužení je dáno jako hodnota A₈₀ ≥ 6 % pro tloušťku pod 3 mm.

⁵⁾ Prodloužení je dáno jako hodnota A₈₀ ≥ 4% pro tloušťku pod 3 mm.

Chemické složení

Navíc může být použit hliník (Al), niob (Nb), vanad (V), chrom (Cr), molybden (Mo) nebo bór (B), buď jednotlivě nebo v kombinaci.

Hodnota uhlíku (CEV)

CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

Mikrostruktura

Velmi pevné oceli mají dvoufázovou mikrostrukturu, která se skládá z bainitu a martenzitu. Průměrná velikost zrna je v řádu jednoho mikrometru (μm). Jakosti jsou klasifikovány podle mikrostruktury, buď jako oceli s duální fází (DP) nebo komplexní fází (CP), jelikož bainit se skládá z několika metalografických fází.

Pokyny ke zpracování

Svařování

Vysokopevnostní oceli mohou být snadno svařovány všemi obvyklými způsoby za předpokladu, že jsou dodržovány všeobecné pokyny pro svařování ocelí a konkrétní doporučení v tomto záznamovém listu. Předehřívání se za normálních okolností nepožaduje, protože ocelové plechy jsou tenké a jejich hodnoty CEV jsou přiměřené. Obsah vodíku ve svaru musí být udržován na velmi nízké úrovni kvůli velmi vysoké pevnosti oceli. Povrchy drážky musí být během svařování suché a čisté. Při svařování velmi pevných ocelí musí být zvláštní pozornost věnována přiměřeným hodnotám přívodu tepla a správnému výběru svařovacího spotřebního materiálu.

Způsoby svařování

Nejčastěji používaným způsobem svařování je obloukové svařování s plynovou ochranou svaru, buď s pevným drátem nebo s elektrodou s tavitelným jádrem. Další doporučené způsoby zahrnují laserové svařování a kombinovaný způsob impulsního MAG a laserového MAG, známý také jako laserové hybridní svařování. Všechny tyto způsoby umožňují vysoce kvalitní svařování s nízkým, koncentrovaným přívodem tepla. Může být použito také obloukové svařování s povlečenými elektrodami, zvláště u malých oprav.

Zóna změknutí

Řádné omezení přívodu tepla je rozhodující, protože velký přívod tepla vytvoří zónu, která je měkčí než základní kov ve svařovaném spoji. Oblast se nachází v horkem ovlivněné zóně (HOZ) spoje. Přestože je tato zóna úzká, musí být vzata v úvahu při návrhu konstrukce a svařování. Svařované spoje musí být vyloučeny na nejvíce namáhaných částech konstrukce.

Výběr spotřebního materiálu pro svařování

Spotřební materiál pro svařování by měl být vybírán podle požadavků, vycházejících z konstrukce, která se bude svařovat. Výběr ovlivňuje také druh spoje a umístění svaru. Při svařování velmi pevných ocelí může být zvolen buď odpovídající (vysoce pevný) nebo méně odpovídající (měkčí než základní kov) spotřební materiál. Oceli s velmi vysokou pevností vyžadují neobvykle nízký obsah vodíku ve svaru, HD ≤ 5 ml / 100 g. Z toho důvodu může být použit jen nízkovodíkový materiál.

Odpovídající materiál pro Optim 900 QC a Optim 960 QC

Odpovídající spotřební materiál musí být použit v případě, že svařový spoj musí mít pevnostní vlastnosti blízké vlastnostem základního kovu. Odpovídající materiál má standardizovanou třídu meze kluzu 89 (min. 890 MPa).

Pro jakosti Optim 900/960 QC se doporučuje následující odpovídající materiál: potažené elektrody dle EN 757 89 6 Z B 42 H5 a materiál MAG dle EN 12534 GMn4Ni2CrMo (smíšený plyn argon + CO₂). Odpovídající spotřební materiál, který vyhovuje normám, je uveden v tabulce dole.

Mírně neodpovídající spotřební materiál pro Optim 1100 QC

Dodává se několik druhů spotřebního materiálu pro pevnější jakost Optim 1100 QC. Je nutné upozornit, že materiál uvedený v tabulce dole může být použit jako mírně neodpovídající pro Optim 1100 QC. Pouze mírně neodpovídající materiál může být použit v případě, že svařový spoj musí mít pevnostní vlastnosti blízké vlastnostem základního kovu.

Optim 900 QC a Optim 960 QC, odpovídající nebo téměř odpovídající svařovací spotřební materiál
Optim 1100 QC, mírně neodpovídající spotřební materiál

Rovnocenně se doporučuje podobný svařovací spotřební materiál od jiných dodavatel/výrobců. Platnost jakýchkoliv doporučení by měla být před svařováním ověřena u výrobce.

¹⁾ M21: Ochranný plyn přibližně 80 % argon + 20% CO₂. Může být použit také plyn s nižším obsahem CO₂.

Instrukce pro dosažení pevných svařovaných spojů u Optim 900 QC a Optim 960 QC

Jestliže svařový spoj má mít stejnou pevnost jako základní kov, musí být omezen temperovací účinek přívodu tepla způsobený svařováním v horkem ovlivněné zóně (HOZ). Doporučuje se přijmout následující opatření:

• Upřednostňovány jsou způsoby s malým přívodem tepla, jako je laserové svařování, impulsní MAG a laserový MAG.
• U tloušťky pásu > 4 mm by měla být maximální energie oblouku 0,5 kJ/mm a u tloušťky menší než 4 mm by měla být 0,4 kJ/mm.
• Navržená doba chlazení z 800 °C na 500 °C (t_8/5) by neměl překročit 4 sekundy. 
• Cílem je nejmenší možný objem drážky. Čím menší je množství roztaveného kovu uloženého v jedné řadě, tím menší je množství tepla a z něj vyplývající změkčení. Například, úhel zkosení pro tupý spoj v jednoduché V a jednoduše zkosené (HV) drážce pro tloušťku > 4 mm by měl být maximálně 50°.
• Při vícecyklovém svařování se pokojová teplota (+20 °C) používá jako průchozí teplota.
• Povrchy určené ke svařování musí být udržovány v čistotě a suchu a nejméně při pokojové teplotě, aby se odstranila potřeba předehřívání.
• Pro svařování MAG je pevný drát pevnostní třídy 89 (min. 890 MPa) o průměru 1,0 mm dle normy EN 12534:2000 (Spotřební materiál pro svařování. Drátkové elektrody, dráty, tyče a návary pro obloukové svařování s plynovou ochranou svaru pevných ocelí. Klasifikace) by měla být použita.

Neodpovídající spotřební materiál

Použitím neodpovídajícího spotřebního materiálu vzniká svařový spoj s nižší pevností než je základní kov. Neodpovídající spotřební materiál může být použit, například, když projekt toto umožňuje ve smyslu umístění spojů a/nebo zvětšení efektivního nejmenšího průřezu.

Neodpovídající spotřební materiál se standardizovanou třídou meze kluzu 42 (min. 420 MPa) zahrnuje značky uvedené v tabulce dole.

Rovnocenně se doporučuje podobný svařovací spotřební materiál od jiných dodavatel/výrobců. Platnost jakýchkoliv doporučení by měla být před svařováním ověřena u výrobce.

¹⁾ Ochranný plyn přibližně 80 % argon + 20 % CO₂. Může být použit také plyn s nižším obsahem CO₂.

Při použití neodpovídajícího spotřebního materiálu se dosahuje tvárného, deformovatelného svaru, který umožňuje namáhání svaru a rázové zátěže lépe, než svar vytvořený vysoce pevným materiálem. Podélné spoje ramen jeřábů, například, jsou často svařovány neodpovídajícím materiálem, aby bylo dosaženo celkově tuhé konstrukce. Vhodnost použití spotřebního materiálu a přizpůsobení svařovaných spojů požadavkům je nejlépe zajištěno zkouškou svařovacího postupu.

Manipulace se svařovacím spotřebním materiálem

Materiál pro svařování musí být během přepravy, uskladnění a používání chráněn před vlhkostí, aby byla vyloučena kondenzace vody na materiálu. Podle potřeby by měl být materiál před svařováním vysušen podle pokynů výrobce.

Stáhněte si informace o svařování ocelí válcovaných za tepla

Stáhněte si průvodce potřebami pro svařování

Příprava spoje

Doporučuje se provést přípravu spoje pro svařování, tj. zkosení, strojním opracováním. Všeobecně je nejlepším způsobem přípravy pro tupý spoj u tloušťky pásu ≤ 3 mm příprava tupého spoje I.

Svařování ocelí Optim QC s velmi vysokou pevností, příklady tupého spoje (a) a koutového spoj (b).
a)                                                 b)
	U silnějších pásů se doporučuje jednoduchá drážka V nebo jednoduchá drážka V s ploškou kořene a úhlem zkosení 40-70°, jak ukazuje obrázek dole.

Druh přípravy pro koutový spoj a zkosení žebra musí být stanoven podle průvaru a tloušťky svaru potřebné pro svařovanou soustavu. Před svařováním musí být povrchy drážek suché a čisté, aby se zabránilo vlivu škodlivého vodíku na svařovaný spoj.

Potřeba zvýšené pracovní teploty

Předehřívání je obvyklým způsobem pro zvýšení pracovní teploty pro svařování. Potřeba zvýšené pracovní teploty se primárně stanoví na základě chemického složení, tj. tvrditelnosti oceli a svařovacího materiálu. V úvahu musí být brána také kombinace tloušťky pásu, přívodu tepla svařováním a obsahu vodíku ve svaru způsobeném svařovacím materiálem. Za normálních dílenských podmínek je možné svařovat oceli s velmi vysokou pevností bez předehřívání díky nízkému CEV vzhledem k vysoké pevnosti a malé tloušťce pásu.

Přívod tepla

Nízká úroveň přívodu tepla minimalizuje dopad tepelného cyklu svařování na mechanické vlastnosti HAZ spoje. Tabulka dole ukazuje hodnoty přívodu tepla u tupých a koutových spojů, což zajistí dobré mechanické vlastnosti pro svařený spoj. Změkčení HAZ bude zřejmé při použití vysoké hodnoty přívodu tepla. Díky relativně nízké slévatelnosti a tvrditelnosti bude ultra-vysokopevnostní ocel vhodná pro svařování způsoby s nízkou úrovní přívodu tepla a krátkou dobou ochlazování t_8/5. Způsoby, které umožňují dobu chlazení t_8/5 kratší než 4 sekundy, zahrnují také svařování laserem.. Je nutné upozornit, že v koutových svarech zhotovených obloukovým svařováním s potaženými elektrodami může být maximální hodnota přívodu tepla snadno překročena. K tomu dochází, například, u 6 mm silných pásů, kde efektivní tloušťka svaru přesahuje 4-5 mm.

Přibližná energie oblouku pro svařování

¹⁾ Energie oblouku = E = 60 x U x I / 1000 x v, kde E = (kJ/mm), U = napětí oblouku (V), I = svařovací proud (A) a svařovací kadence v = (mm/min).

Doporučení hodnot přívodního tepla v tabulce nahoře odpovídá následujícím dobám chlazení, přičemž se vychází z doby chlazení svařeného spoje v teplotním rozsahu 800-500 °C: Jakosti Optim 900 QC a Optim 960 QC: t_8/5 = 4 – 15 sekund a jakost Optim 1100 QC: t_8/5 = 4 – 10 sek.

Důležitá poznámka: Při svařování mohou být také použity kratší doby chlazení než tyto hodnoty t_8/5.

Tváření

Tvárnost za studena (tj. při +20 °C) velmi pevných ocelí je dobrá, s ohledem na jejich vysokou pevnost. Mohou být tvářeny v jakémkoliv šikmém směru a ohyb může být umístěn nezávisle na směru válcování. Ohýbací síla, účinek odskoku a poloměr ohybu jsou větší než u měkčích konstrukčních ocelí vzhledem k vyšší pevnosti.

Minimální poloměr ohybu pro řezané délky různé tloušťky, úhel ohybu 90°

Pro umístění ohybů nejsou žádná omezení.

Aby bylo možné plně využít výhod tvárnosti, je nutné použit dobré postupy strojírenské dílny a pečlivý návrh. Opotřebované nástroje, špatné mazání, povrchové vady a otřepy na okrajích řezu mohou zhoršit kvalitu tváření. Desky přinesené ze studeného skladu se musí před tvářením ohřát na pokojovou teplotu (+20 °C).

Řezání

Velmi pevné oceli jsou vhodné pro tepelné řezání. Povrch řezu je hladký, což umožňuje dobrou odolnost proti únavě materiálu. Po řezání plamenem, plazmou a laserem zůstane na okraji pásu změkčená zóna vlivem tepla, ale volbou správného způsobu řezání může být tato zóna velmi úzká. Při mechanické řezání vysoce pevných ocelí musí být věnována pozornost tuhosti řezacího zařízení, stavu ostří a světlosti a upnutí pracovního kusu. Pruhy přinesené ze studeného skladu se musí před řezáním ohřát na pokojovou teplotu (+20 °C).

Žárové pozinkování

Díky optimalizovanému chemickému složení umožňují velmi pevné oceli dobrý podklad pro žárové pozinkování. Řádnou kontrolou parametrů galvanizace je možné dosáhnout esteticky příjemné, lesklé a trvanlivé povrchové úpravy. Tloušťka povrchové úpravy je řízena časem a teplotou při galvanizaci. Měli bychom se vyhýbat zbytečně dlouhému ponoření, aby byla zajištěna přiměřená tloušťka a dobrá přilnavost povlaku.

Tepelné zpracování

Oceli s velmi vysokou pevností nejsou určeny pro tepelné zpracování po svařování nebo jiné dílenské operaci. Nicméně, jestliže je požadováno odstranění vnitřního pnutí, může být provedeno v teplotním rozmezí 400-500 °C. Doba prohřívání je určena podle tloušťky materiálu a struktury ocelového výrobku. Doporučuje se pomalé ochlazování v peci. Žíhání nebo zpracovávání při teplotě nad 450 °C se nedoporučuje, protože může významně snížit pevnost oceli.

Graf temperování pro Optim 900 QC

Tloušťka 8 mm

Temperovací teplota °C

Rm=Pevnost v tahu N/mm2, Rp0.2=Mez kluzu N/mm2, A5=Tažnost %,  1 N/mm2 = 1 MPa.

Další informace o zpracování najdete v záznamových listech k tepelnému dělení a rovnání plamenem.

Stáhněte si informace o mechanickém řezání

Pracovní bezpečnost

Při manipulaci s velmi pevnými ocelemi musí být věnována zvláštní pečlivost všem etapám. Bezpečné pracovní metody jsou zvlášť důležité při ohýbání, obrubování a řezání. Pracovní instrukce dodavatele oceli a bezpečnostní předpisy dílny musí být dodržovány ve všech podrobnostech. Noví zaměstnanci musí projít příslušným školením ještě před tím, než je jim dovoleno zpracovávat tvrzené oceli.