1. Chemische Zusammensetzung
Kohlenstoffgehalt: Jede Erhöhung des Kohlenstoffgehalts um 0,1 % erhöht die duktile Sprödigkeitstemperatur um etwa 10 Grad. Der ideale Bereich liegt zwischen 0,25 % und 0,45 %.
Legierungselemente: Jede Erhöhung des Mangangehalts (Mn) um 0,1 % senkt die duktile Sprödübergangstemperatur um 2–3 Grad; Durch die Zugabe von 0,15–0,25 % Molybdän (Mo) wird die Korngröße verfeinert.
Verunreinigungskontrolle: Schwefel (S) sollte kleiner oder gleich 0,02 % und Phosphor (P) kleiner oder gleich 0,015 % sein, um eine Korngrenzensegregation zu vermeiden, die zu intergranularen Brüchen führt.
2. Herstellungsprozess
Warmwalzen/Kaltwalzen: Kalt-gewalzte Rohre haben feinere Körner und eine niedrige-Temperaturschlagenergie (Akv) größer oder gleich 34 J, was warm-gewalzten Rohren überlegen ist.
Wärmebehandlung: Durch die Normalisierungsbehandlung können Streifenstrukturen beseitigt werden, und die thermomechanisch kontrollierte Verarbeitung (TMCP) verfeinert die Korngröße auf ASTM-Klasse 10 oder höher.
Schweißprozess: Schweißzusätze mit niedrigem -Wasserstoffgehalt und Vorwärmen können die Verschlechterung der Zähigkeit in der Hitzeeinflusszone verringern.
3. Umgebung und Last
Temperatur: Unterhalb der duktilen spröden Übergangstemperatur (DBTT) kann die Schlagzähigkeit von Q345-Stahl um 50 % abnehmen.
Spannungszustand: Dicke Platten (ebene Spannung) sind anfälliger für Sprödbrüche als dünne Platten (ebene Spannung), und der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy V- ist strenger.
Korrosive Medien: Spannungsrisskorrosion breitet sich bei niedrigen Temperaturen schneller aus; Es sollten korrosionsbeständige Materialien (wie 316L) ausgewählt werden.
4. Mikrostruktur
Non-metallic inclusions: When the level of type D inclusions is >2 erhöht sich die Rissgefahr deutlich.
Gebänderte Struktur: Größer oder gleich der 4. Klasse oder Widmanstätten-Struktur. Größer oder gleich der 3. Klasse verringert die Zähigkeit und muss durch Glühen verbessert werden.
