L'acer Corten (acer per a la intempèrie) s'utilitza àmpliament en la construcció, ponts, transport i altres camps a causa del seu excel·lent rendiment d'auto{0}}protecció. No obstant això, diferents estàndards internacionals han formulat diversos graus d'acer Corten, entre els quals ASTM A588 (estàndard nord-americà), EN 10025-5 S355J2W (estàndard europeu) i GB/T 4171 Q355NH (estàndard xinès) són els més habituals. Les diferències en les propietats mecàniques (resistència de fluència, resistència a l'impacte) i la resistència a la corrosió entre aquests graus afecten directament la selecció del projecte, la vida útil i el control de costos. Aquest article compararà sistemàticament aquests indicadors bàsics de rendiment per proporcionar una referència clara per als clients estrangers.
Propietats mecàniques del grau A588
| GRAU | GROSSOR | TENSIÓ KSI | RENDIMENT KSI | % ALLARG. MIN | |
| 8" | 2" | ||||
| A588 | .75" A 4" | 70 MIN | 50 YP MIN | 16 | 19 |
| >4" A 4" | 67 MIN | 46 YP MIN | - | ||
| >5"A 8" | 63 MIN | 42 YP MIN | |||
Propietats mecàniques de la placa S355J2W+N
|
Límit de rendiment |
Resistència a la tracció |
Elongació mínima A (Lo=5.65 vSo) % |
|
355 MPa |
510 - 680 MPa |
20 |
Propietats mecàniques deQ355NH
| Grau | Q355NH propietat mecànica | |||
| Resistència de rendiment (MPa) | Resistència a la tracció (MPa) | % allargament mín | ||
| Xina GB/T 4171 Q355NH | 325-355 | 490-630 | 20 | |
1. Comparació de propietats mecàniques
Les propietats mecàniques són la garantia bàsica de la seguretat estructural de l'acer Corten, i els indicadors clau inclouen la resistència a la fluència (l'esforç mínim que pot suportar el material sense deformació permanent) i la tenacitat a l'impacte (la capacitat de resistir la fractura sota càrrega sobtada). A continuació es fa una comparació detallada dels tres graus:
1.1 Límit de rendiment
El límit elàstic determina la capacitat de càrrega-dels components d'acer Corten. Tots els tres graus pertanyen a l'acer Corten de resistència mitjana i alta-, però hi ha petites diferències en els requisits de límit elàstic mínim:
ASTM A588 (estàndard americà): El límit elàstic mínim és superior o igual a 345 MPa (50 ksi). Es divideix en múltiples sub-graus (com ara Gr.A, Gr.K) i els requisits de resistència a la fluència de diferents sub-graus són consistents, que es diferencien principalment pel contingut d'impureses i els elements de refinament del gra (com ara Gr.K conté Nb/V per optimitzar l'estructura del gra).
EN 10025-5 S355J2W (estàndard europeu): El límit elàstic mínim és superior o igual a 355 MPa, que és 10 MPa superior a A588. El "355" del grau representa directament el valor mínim de resistència a la fluència, i l'estàndard té un control estricte sobre el rang de fluctuació de la resistència a la fluència per garantir l'estabilitat de la capacitat de suport estructural.
GB/T 4171 Q355NH (estàndard xinès): El límit elàstic mínim és superior o igual a 355 MPa, que és el mateix que S355J2W. En comparació amb la versió antiga de Q345NH, la resistència a la fluència s'ha augmentat en 10 MPa i el rendiment mecànic general està alineat amb els estàndards internacionals avançats.
1.2 Tenacitat a l'impacte
La tenacitat a l'impacte és especialment crítica per a projectes en entorns de baixa-temperatura, ja que determina la resistència del material a la fractura fràgil. Els tres graus tenen diferències òbvies en la temperatura d'impacte i els requisits d'energia d'impacte:
ASTM A588: l'estàndard requereix proves d'impacte a 0 graus i l'energia d'impacte mínima és superior o igual a 27 J. Per a projectes en regions més fredes (com ara -20 graus), s'han de personalitzar els graus sub-d'alta tenacitat i el grau predeterminat no és adequat per a entorns de temperatura molt baixa.
EN 10025-5 S355J2W: La "J2" del grau indica que la prova d'impacte es realitza a -20 graus i l'energia d'impacte mínima és superior o igual a 27 J. Té una millor resistència a baixa temperatura que el grau predeterminat de l'A588 i és adequat per a la majoria de les regions temperades i fredes d'Europa.
GB/T 4171 Q355NH: l'estàndard requereix proves d'impacte a -20 graus i l'energia d'impacte mínima és superior o igual a 34 J, que és superior a A588 i S355J2W. Té un excel·lent rendiment a baixa-temperatura i és especialment adequat per a projectes a regions molt fredes com el nord de la Xina.
2. Comparació de la resistència a la corrosió
La resistència a la corrosió de l'acer Corten depèn principalment del tipus i contingut d'elements d'aliatge (Cu, Cr, Ni, P, etc.), que promouen conjuntament la formació d'una densa capa protectora d'òxid -FeOOH. Les diferències de resistència a la corrosió dels tres graus es reflecteixen en la configuració de l'element d'aliatge i l'índex de resistència a la corrosió:
2.1 Composició dels elements d'aliatge
ASTM A588: Pertany al sistema d'aliatge Cu-Cr{-Ni, amb un contingut de Cu del 0,25-0,40%, un contingut de Cr del 0,40-0,65% i un contingut de Ni inferior o igual al 0,40%. El contingut de fòsfor (P) està estrictament controlat (menys o igual al 0,03%), cosa que prioritza el rendiment de la soldadura alhora que garanteix la resistència a la corrosió. És un acer Corten de "tipus baix en fòsfor".
EN 10025-5 S355J2W: L'estàndard requereix clarament que el contingut total de Cu + Cr + Ni sigui superior o igual al 0,80%, amb un contingut de Cu del 0,20-0,50%, un contingut de Cr del 0,30-1,20% i un contingut de Ni inferior o igual al 0,65%. Es pot personalitzar en "tipus d'alt fòsfor" (S355J0WP, contingut P 0,06-0,15%) segons les necessitats, i el tipus d'alt fòsfor té una millor resistència a la corrosió però un rendiment de soldadura lleugerament reduït.
GB/T 4171 Q355NH: Adopta el sistema d'aliatge Cu-Cr{-Ni, amb un contingut de Cu del 0,25-0,55%, un contingut de Cr del 0,40-0,80% i un contingut de Ni inferior o igual al 0,65%. El contingut total de Cu + Cr + Ni també és superior o igual al 0,80%, que és coherent amb S355J2W. Té dos tipus: tipus normal (P inferior o igual al 0,03%) i tipus de resistència a la intempèrie (Q355GNH, P 0,07-0,15%), que cobreix diferents necessitats ambientals de corrosió.
2.2 Rendiment de resistència a la corrosió
ASTM A588: l'índex de resistència a la intempèrie (I) superior o igual a 6,0 i la taxa de corrosió anual en atmosferes industrials i rurals és de 0,015-0,025 mm/any. És adequat per a entorns de corrosió mitjana-i cal afegir mesures anticorrosió-auxiliars (com ara la impregnació de silà) a les zones costaneres d'alta-espraix salina.
EN 10025-5 S355J2W: l'índex de resistència a la intempèrie (I) superior o igual a 6,0, i el tipus -alt de fòsfor (S355J0WP) té un índex de resistència a la intempèrie superior o igual a 7,0. La taxa de corrosió anual en entorns de corrosió mitjana- és de 0,010-0,020 mm/any, que és lleugerament millor que l'A588. El subgrau S355J2W(H) especialment dissenyat per a ponts ferroviaris té una resistència més forta a la corrosió dels ions clorur.
GB/T 4171 Q355NH: l'índex de resistència a la intempèrie (I) superior o igual a 6,0 i el tipus de -alta resistència a la intempèrie Q355GNH té un índex de resistència a la intempèrie superior o igual a 7,0. La seva resistència a la corrosió és equivalent a la de S355J2W i la taxa de corrosió anual és de 0,010-0,020 mm/any. En comparació amb els altres dos graus, té avantatges de cost evidents (un 15-20% més baix que A588 i S355J2W).
3. Resum i suggeriments pràctics de selecció
En resum, les diferències bàsiques de rendiment dels tres graus principals d'acer Corten són les següents: Pel que fa a les propietats mecàniques, S355J2W i Q355NH tenen una resistència a l'impacte més alta que l'A588, i el Q355NH té la millor resistència a l'impacte a baixa -temperatura; pel que fa a la resistència a la corrosió, S355J2W i Q355GNH (tipus de -alta resistència a la intempèrie) són millors que A588, i Q355NH té el rendiment de cost més alt.
Per als clients estrangers, es proporcionen els següents suggeriments de selecció segons les diferents necessitats del projecte:
Si el projecte es troba a Amèrica del Nord i ha de complir els estàndards locals o prioritza el rendiment de la soldadura en entorns de corrosió mitjana-,ASTM A588es recomana;
Si el projecte es troba a Europa o s'ha d'utilitzar en entorns de baixa-temperatura (-20 graus ) i de corrosió mitjana-alta, i té requisits elevats d'estabilitat de rendiment,EN 10025-5 S355J2Wes recomana; per a entorns d'alta-corrosió com ara zones costaneres, es pot seleccionar S355J0WP (tipus d'alt-fòsfor);
Si el projecte persegueix un rendiment econòmic o necessita equilibrar una alta resistència, una duresa a baixa{0}}temperatura i una resistència a la corrosió,GB/T 4171 Q355NHes recomana; per a entorns d'alta-corrosió, es pot combinar Q355GNH (tipus d'alta-resistència a la intempèrie).
