Q235 Acciaio strutturale: Proprietà, Usi, e approfondimenti di esperti

METALI METTAGLIE GRANDATURATIVAZIONE

Se stai lavorando a progetti a medio stress, come edifici da piccolo a medio, Parti automobilistiche con carico, o macchinari generali: dove una forza equilibrata, lavorabilità, e la materia economica, Q235 Acciaio strutturale è un versatile, Soluzione standard del settore. Come un acciaio a bassa carbonio (per standard cinese GB/T 700), Aumento del Q195 di livello inferiore con una maggiore resistenza mantenendo facile la fabbricazione. Ma come si esibisce in compiti del mondo reale come costruire piccole fabbriche o fare componenti del telaio? Questa guida rompe i suoi tratti chiave, applicazioni, e confronti con altri materiali, Quindi puoi prendere decisioni informate per i costi convenienti, progetti affidabili.

1. Proprietà del materiale dell'acciaio strutturale Q235

Il valore di Q235 risiede nelle sue prestazioni "medio-macinate", abbastanza in modo sufficiente per le attività di carico leggero, eppure ancora facile da saldare e forma. Esploriamo le sue caratteristiche di definizione.

1.1 Composizione chimica

IL composizione chimica di Q235 è ottimizzato per la resistenza e la lavorabilità equilibrate, con lievi modifiche da Q195 (per GB/T 700):

ElementoGamma di contenuti (%)Funzione chiave
Carbonio (C)0.14 – 0.22Superiore a Q195 per una migliore resistenza (Gestisce il carico leggero senza fragilità)
Manganese (Mn)0.30 – 0.65Migliora la forza e l'indurnabilità (impedisce il crack durante la flessione o la saldatura)
Silicio (E)≤ 0.30Migliora la resistenza al calore durante il rotolamento (evita di deformarsi in fogli di media spessore)
Zolfo (S)≤ 0.045Ridotto al minimo per evitare punti deboli (critico per parti portanti come travi)
Fosforo (P)≤ 0.045Controllato per bilanciare la resistenza e la duttilità (Adatto per climi freddi temperati e lievi)
Altri elementi in lega≤ 0.10 (PER ESEMPIO., rame)Spinta minore alla qualità della superficie e alla resistenza alla corrosione (contro. Q195)

1.2 Proprietà fisiche

Questi Proprietà fisiche Rendi Q235 stabile per la fabbricazione su media scala e l'uso quotidiano:

  • Densità: 7.85 g/cm³ (Coerentemente con gli acciai strutturali a basso contenuto di carbonio, Come Q195)
  • Punto di fusione: 1480 - 1520 ° C. (Gestisce il rotolamento caldo standard, saldatura, e formare processi)
  • Conducibilità termica: 47 – 51 Con(M · k) a 20 ° C. (Trasferimento di calore rapido per saldatura e raffreddamento efficienti)
  • Capacità termica specifica: 460 J/(kg · k)
  • Coefficiente di espansione termica: 13.1 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., deformare minimo per parti come piccoli raggi del ponte)

1.3 Proprietà meccaniche

I tratti meccanici di Q235 colpiscono un equilibrio tra forza e lavorabilità: Ideali per le attività di medio stress:

ProprietàIntervallo di valori
Resistenza alla trazione375 – 500 MPA
Forza di snervamento≥ 235 MPA
Allungamento≥ 26%
Riduzione dell'area≥ 45%
Durezza
– Brinell (Hb)110 – 140
– Rockwell (Scala b)65 – 75 HRB
– Vickers (alta tensione)115 – 145 alta tensione
La tenacità dell'impatto≥ 34 J a 0 ° C.
Forza a fatica~ 170 MPA (10⁷ Cicli)

1.4 Altre proprietà

  • Resistenza alla corrosione: Da scarso a moderato (ruggine in acciaio non rivestite in umidità; Galvanizzazione o vernice estende la durata della vita per uso esterno come piccoli ponti o tetti di fabbrica)
  • Saldabilità: Eccellente (Nessun preriscaldamento necessario per le sezioni ≤15 mm di spessore; Lavora con saldatura ad arco standard: Ideale per la costruzione in loco)
  • Machinabilità: Molto bene (Abbastanza morbido per gli strumenti in acciaio ad alta velocità; Usura bassa utensile per parti come ingranaggi o alberi)
  • Proprietà magnetiche: Ferromagnetico (Funziona con strumenti di ispezione magnetica di base a medio raggio per controlli di difetti)
  • Duttilità: Alto (può essere piegato in angoli di 90–120 ° senza cracking, idattibili per staffe o barre di rinforzo con carico)

2. Applicazioni dell'acciaio strutturale Q235

Le prestazioni bilanciate di Q235 lo rendono l'acciaio a basso contenuto di carbonio più utilizzato in Cina e progetti globali su media scala. Ecco i suoi usi chiave, con esempi reali:

2.1 Costruzione

  • Strutture per l'edilizia: Cornici con carico per edifici commerciali da piccolo a medio (3–5 uffici della storia, negozi al dettaglio). Una società di costruzioni cinesi ha utilizzato Q235 per un centro commerciale a 4 piani in una piccola città, supportati 8 Carichi da pavimento KN/M² (clienti, inventario) e costo 15% Meno che usare l'acciaio Q345.
  • Ponti: Ponti pedonali e veicoli leggeri (10–20 metri). Una città vietnamita ha usato Q235 per un ponte stradale di 15 metri, senza carichi di veicoli da 5 tonnellate (auto, piccoli camion) e richiesto una manutenzione minima 8 anni.
  • Barre di rinforzo: Rabr di carico per calcestruzzo residenziale (PER ESEMPIO., Fondamenti domestici, lastre da pavimento). Un costruttore thailandese ha usato le barriere Q235 per 50+ case a schiera: la lunghezza gestita 300 carichi di pavimento kg/m², e il costo era 25% Meno delle armi di alta resistenza.
  • Edifici industriali: Frame in acciaio per piccole fabbriche (PER ESEMPIO., piante tessili o elettroniche). Una società industriale indiana ha utilizzato Q235 per il suo telaio di fabbrica a 2 piani, senza carichi di gru a 5 tonnellate ed è stata facile da espandersi in seguito.

2.2 Automobile

  • Cornici del veicolo: Subframe con carico per auto compatte e medie dimensioni (PER ESEMPIO., Berline, SUV). Una casa automobilistica sudcoreana utilizza Q235 per il sottotelaio anteriore della berlina di medie dimensioni: la resistenza delle maniglie degli impatti degli incidenti, e la duttilità assorbe l'energia.
  • Componenti di sospensione: Staffe a molla critiche e braccia di controllo per autovetture. Un fornitore automobilistico malese utilizza Q235 per queste parti, testato per durare 150,000 km vs. 100,000 km per Q195.
  • Supporti del motore: Monti in gomma a metallo pesante per motori a media potenza (PER ESEMPIO., 1.5–2,0 motori a benzina). Una casa automobilistica brasiliana utilizza Q235 per questi supporti: le vibrazioni dei resiste e il calore meglio di Q195.

2.3 Industria meccanica

  • Parti della macchina: Ingranaggi a carico e alberi per piccole macchine industriali (PER ESEMPIO., sistemi di trasporto, macchine per l'imballaggio). Una società di macchinari tessili del Bangladesh utilizza Q235 per il trasporto di trasporto: mane 500 carichi di tessuto kg/ora senza usura.
  • Alberi: Alberi di medio torreque per pompe agricole e industriali. Un produttore di macchinari pakistani usa Q235 per questi alberi: la piegatura dei resiste e dura 3 anni vs. 1.5 anni per Q195.
  • Cuscinetti: Alloggi per cuscinetti con carico per macchine a media velocità (PER ESEMPIO., motori elettrici, fan). Un marchio di elettrodomestici indonesiani utilizza Q235 per gli alloggiamenti dei cuscinetti motori: maniglie di resistenza 3,000 rotazione RPM.

2.4 Altre applicazioni

  • Attrezzatura mineraria: Parti di servizio da luce a medio come rulli di trasporto e piccoli cornici di frantoio. Una società mineraria colombiana utilizza Q235 per i rulli del trasporto 100 Ton/giorno di carichi e costi 30% Meno dell'acciaio in lega.
  • Macchinari agricoli: Parti con carico come staffe per agganciamento del trattore e cornici aratri. Un marchio di attrezzature agricole nigeriane utilizza Q235 per queste parti, con condizioni di terreno ruvide ed è facile da riparare.
  • Sistemi di tubazioni: Tubi di media spessore per applicazioni a bassa pressione (PER ESEMPIO., approvvigionamento idrico, aria compressa). Una società di costruzioni turche utilizza tubi Q235 per un progetto di acqua residenziale - Resisti 1.6 Pressione MPA ed è più economico dei tubi in acciaio inossidabile.

3. Tecniche di produzione per l'acciaio strutturale Q235

La semplice composizione di Q235 continua a produrre a basso costo, Mentre il suo contenuto di carbonio leggermente più elevato consente di aumentare le modifiche minori per aumentare la forza:

3.1 Produzione primaria

  • Fornace ad arco elettrico (Eaf): Acciaio di scarto (Gradi a basso contenuto di carbonio) è sciolto e raffinato: Quick per la produzione di piccoli batch di fogli o barre Q235.
  • Fornace di ossigeno di base (Bof): Il ghisa con contenuto di carbonio controllato viene convertito in acciaio, utilizzato per la produzione ad alto volume di ribelli Q235, raggi, o tubi (Metodo più comune).
  • Casting continuo: L'acciaio fuso viene gettato in billette (120–200 mm di spessore) o lastre: composizione uniforme delle risorse e difetti minimi per le parti portanti a carico.

3.2 Elaborazione secondaria

  • Rotolamento caldo: Metodo primario. L'acciaio viene riscaldato 1100 - 1200 ° C e rotolato in fogli (1–10 mm di spessore), bar (8–30 mm di diametro), RADARS, o travi: migliora forza per l'uso di carico.
  • Rotolamento a freddo: Utilizzato per fogli sottili (≤3 mm di spessore) Come i pannelli del corpo automobilistico, condotto a temperatura ambiente per la finitura superficiale liscia e tolleranze strette (± 0,05 mm).
  • Trattamento termico: Raramente necessario per l'uso di base (Q235 è pronto per l'uso dopo il rotolamento). Per parti ad alto stress (PER ESEMPIO., marcia), ricottura (riscaldato a 750 - 800 ° C., raffreddamento lento) ammorbidisce l'acciaio per la lavorazione; normalizzare (riscaldato a 850 - 900 ° C., raffreddamento d'aria) Migliora l'uniformità della forza.
  • Trattamento superficiale:
  • Zincatura: Immergersi in zinco fuso (50–80 μm di rivestimento)— Utilizzato per parti esterne come travi di ponte o tetti di fabbrica per resistere alla ruggine.
  • Pittura: Vernice epossidica o lattice - Applicata a parti interne come telai a macchina o componenti automobilistici per l'estetica e una protezione da corrosione minore.

3.3 Controllo di qualità

  • Analisi chimica: La spettrometria controlla il carbonio, manganese, e contenuto di zolfo (garantisce il rispetto di GB/T 700 per forza e lavorabilità).
  • Test meccanici: I test di trazione misurano la forza/allungamento; I test di impatto verificano la tenacità (critico per parti portanti); I test di durezza confermano la coerenza.
  • Test non distruttivi (Ndt):
  • Test ad ultrasuoni: Rileva difetti interni in parti spesse come rinascite o travi.
  • Ispezione a particelle magnetiche: Trova le crepe superficiali nelle articolazioni saldate (PER ESEMPIO., Collegamenti a ponte o cornici di fabbrica).
  • Ispezione dimensionale: Calibri, calibri, o gli scanner laser verificano lo spessore, diametro, e forma (± 0,1 mm per fogli/barre, ± 0,2 mm per i rinasciti, la compatibilità con altre parti).

4. Casi studio: Q235 in azione

4.1 Costruzione: Centro commerciale cinese per piccole città

Una società di costruzioni cinesi ha utilizzato Q235 per un centro commerciale a 4 piani (10,000 mq) nella provincia di Jiangsu. Il centro commerciale doveva sostenere 8 Carichi da pavimento KN/M² (clienti, display, inventario) ed essere costruito rapidamente. Q235 Ottima saldabilità Lasciare che gli equipaggi assemblano il telaio in acciaio 45 giorni (contro. 60 Giorni per Q345), ed è forza di snervamento (≥235 MPa) facilmente gestito i carichi di design. Dopo 5 anni, Il centro commerciale non ha mostrato problemi strutturali, che si snoda $120,000 contro. Utilizzando l'acciaio di livello superiore.

4.2 Automobile: Sub di berlina di medie dimensioni sudcoreane

Una casa automobilistica sudcoreana ha scelto Q235 per la berlina di medie dimensioni del sottotelaio anteriore. Il sottotelaio deve assorbire l'energia degli incidenti e supportare i carichi di sospensione. Q235 resistenza alla trazione (375–500 MPA) resistito 50 Kn Crash Impacts nei test, ed è duttilità (≥26%) prevenuto fragile fallimento. La casa automobilistica ha salvato $30 per auto vs. Usando l'acciaio in lega, e i test a lungo termine hanno mostrato che il sottotelaio dura 200,000 KM: soddisfare i requisiti di garanzia di 10 anni.

4.3 Agricolo: Staffe di gancio del trattore nigeriano

Un marchio di attrezzature agricole nigeriane ha utilizzato Q235 per le staffe per le ganci del trattore (collega aratri o rimorchi). I piccoli agricoltori avevano bisogno di staffe che potevano gestire carichi da 1 tonnellata (Aratri, piccoli rimorchi) e resistere all'uso approssimativo. Q235 forza gestito i carichi, ed è machinabilità Lascia che il marchio produca 500 parentesi/mese a \(15 ogni (contro. \)25 per parentesi in acciaio in lega). Dopo 2 anni di uso sul campo, 95% di parentesi erano ancora funzionali: la durata di Q235 per le attività agricole.

5. Analisi comparativa: Q235 vs. Altri materiali

Come si immerge Q235 fino alle alternative per lo stress medio, progetti economici?

5.1 Confronto con altri acciai

CaratteristicaQ235 Acciaio strutturaleQ195 Acciaio strutturaleQ345 Acciaio ad alta resistenzaA36 Acciaio al carbonio (NOI.)Acciaio inossidabile (304)
Forza di snervamento≥ 235 MPA≥ 195 MPA≥ 345 MPA≥ 250 MPA≥ 205 MPA
Allungamento≥ 26%≥ 33%≥ 21%≥ 20%≥ 40%
Resistenza alla corrosionePovera/moderatoPoveroModerarePoveroEccellente
SaldabilitàEccellenteEccellenteBeneEccellenteBene
Costo (per tono)\(700 – \)800\(600 – \)700\(1,000 – \)1,200\(800 – \)900\(4,000 – \)4,500
Meglio perStress medio, equilibratoLow stress, basso costoCostruzione ad alto stressCostruzione generaleParti soggette a corrosione

5.2 Confronto con metalli non ferrosi

  • Acciaio vs. Alluminio: Q235 ha una potenza di snervamento più alta 1,7x rispetto all'alluminio (6061-T6, ~ 138 MPA) e costi 60% meno. L'alluminio è più leggero ma inadatto alle parti portanti come travi a ponte o sottofammi per auto: Q235 è migliore per le attività di forza-critica.
  • Acciaio vs. Rame: Q235 è 4x più forte del rame e dei costi 85% meno. Il rame eccelle in conducibilità, Ma Q235 è superiore per parti strutturali come telai di fabbrica o staffe del trattore.
  • Acciaio vs. Titanio: Costi Q235 95% meno del titanio ed è più facile da fabbricare. Il titanio è eccessivo per le applicazioni target di Q235, utilizzalo solo per ambienti estremi (PER ESEMPIO., aerospaziale).

5.3 Confronto con materiali compositi

  • Acciaio vs. Polimeri rinforzati in fibra (FRP): FRP è resistente alla corrosione ma costa 3 volte in più e lo ha 40% resistenza alla trazione inferiore rispetto a Q235. Q235 è migliore per parti portanti come ingranaggi del trasporto o travi di ponte.
  • Acciaio vs. Compositi in fibra di carbonio: La fibra di carbonio è più leggera ma costa 10 volte in più ed è fragile. Q235 è più pratico per prodotti in serie, Parti di stress a medio stress come i sottotelai per auto o le cornici di fabbrica.

5.4 Confronto con altri materiali ingegneristici

  • Acciaio vs. Ceramica: Le ceramiche sono difficili ma fragili (La tenacità dell'impatto <10 J) e costa 5 volte in più. Q235 è migliore per le parti che necessitano sia di resistenza che di duttilità, come componenti di sospensione o cornici per aratri.
  • Acciaio vs. Plastica: Le materie plastiche sono più economiche ma hanno una resistenza inferiore di 15 volte e si sciolgono a basse temperature. Q235 è ideale per parti portanti come alloggiamenti di cuscinetti o tubi dell'acqua.

6. La vista della tecnologia Yigu sull'acciaio strutturale Q235

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