Hier sind dieHauptfaktoren, die sich direkt auf die Tieftemperatur-Schlagzähigkeit des witterungsbeständigen Stahls S355J2W auswirken, die Zusammensetzung, Produktion, Struktur und Servicebedingungen abdecken.
1. Chemische Zusammensetzung
Kohlenstoff (C)Höheres C → stärker, aberspröderbei niedrigen Temperaturen; erhöht die Neigung zu Kälterissen-.
Mangan (Mn)Mäßiges Mnverbessert die Zähigkeitdurch Raffinieren von Getreide und Fixieren von Schwefel; Zu hoch kann zu Streifenbildung führen.
Phosphor (P) und Schwefel (S)Beide sind esstark versprödende Elemente; P entmischt sich an den Korngrenzen, S bildet spröde Einschlüsse. In S355J2W streng begrenzt, um eine Leistung von −20 Grad zu gewährleisten.
Nickel (Ni)Bezeichnenderweiseverbessert die Kältezähigkeitund senkt die Übergangstemperatur zwischen Duktil und Sprödigkeit.
Mikrolegierungselemente (Nb, V, Ti)Körner verfeinern → Festigkeit und Zähigkeit verbessern.
2. Korngröße
Feinere Körnung→ deutlich bessere Kältezähigkeit.
Grobe Körner (durch hohe Walz- oder Glühtemperatur) → starker Abfall der Schlagenergie.
3. Gleichmäßigkeit der Mikrostruktur
Gebänderte Struktur(geschichteter Ferrit-Perlit) → verursacht gerichtete Sprödigkeit.
Ungleichmäßige Mikrostruktur → verringert die Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen.
4. Produktionsprozess
Kontrolliertes RollenNiedrigere Fertigwalztemperatur → feinere Körner → bessere Zähigkeit.
Normalisierende WärmebehandlungBeseitigt Entmischung, homogenisiert die Struktur und stabilisiert die Leistung bei niedrigen Temperaturen.
AbkühlrateZu schnell → hartes, sprödes Gefüge; zu langsam → grobe Körner.
5. Plattendicke
Dickere Platte→ langsamere innere Abkühlung, gröbere Kernkörner, stärkere Entmischung →schlechtere Zähigkeit.
Dünne Platten weisen im Allgemeinen eine bessere und gleichmäßigere Leistung bei niedrigen Temperaturen auf.
6. Einschlüsse und Reinheit
Mehr Oxid-, Sulfid- oder Schlackeneinschlüsse → mehr Rissansatzpunkte → geringere Zähigkeit.
Höhere Stahlreinheit → bessere Tieftemperaturleistung.
7. Schweißen und thermische Bearbeitung
SchweißursachenKornvergröberung in der WEZ→ lokaler Zähigkeitsabfall.
Übermäßiger Wärmeeintrag, unsachgemäßes Vorwärmen oder Wärmebehandlung nach dem Schweißen → spröde Schweißzonen.
8. Betriebstemperatur
Wenn die Temperatur unter –20 Grad fällt, nimmt die Zähigkeit zunimmt allmählich ab.
S355J2W ist für −20 Grad zertifiziert, jedoch nicht für tiefkryogene Bedingungen.
