1. Влияние на прочность: мягкое упрочнение твердым раствором
Предел текучести: При стандартном содержании Cu (0,20–0,50 %) предел текучести увеличивается на15–30 МПапо сравнению с простой углеродистой сталью того же основного состава.
Предел прочности: Прочность на разрыв увеличивается на20–40 МПас тем же диапазоном Cu, умеренным усилением, которое не приводит к чрезмерной-закалке стали.
Excess Cu (>0.50%): За пределами стандартного диапазона медь сегрегирует по границам зерен и образует хрупкие интерметаллические фазы (например, сплавы Cu-Fe), что может вызвать небольшое падение прочности и резкое снижение ударной вязкости (чего следует избегать в стандартных составах стали, устойчивой к атмосферным воздействиям).
2. Влияние на пластичность и ударную вязкость: минимальные потери, синергетический выигрыш.
Пластичность (удлинение): Добавление меди в пределах 0,20–0,50% вызывает лишьСнижение удлинения на 1–2%(например, от ~22% до ~20% для тонких листов), незначительное изменение, которое сохраняет формуемость стали при холодном изгибе, прокатке и резке.
Низко-прочность при низких температурах: Медь сама по себе оказывает умеренное упрочняющее действие, а в сочетании с никелем (Ni) (например, в ASTM A588) или хромом (Cr) (например, в Q355NH) онаснижает температуру перехода от пластичного-к-хрупкому состоянию (DBTT)к10–20 градусов. Эта синергия гарантирует, что атмосферостойкая сталь останется пластичной при отрицательных температурах (например, от -20 до -40 градусов) без хрупкого разрушения.
3. Влияние на формуемость и свариваемость: никаких серьезных компромиссов
Формируемость: Умеренное увеличение прочности и минимальная потеря пластичности означают, что атмосферостойкая сталь со стандартным содержанием меди сохраняет хорошую пластичность в холодном состоянии.-ее можно сгибать, изгибать и раскатывать-, придавая ей сложные формы (например, гофрированные пластины, перголы) с использованием стандартных технологий изготовления (для толстых листов может потребоваться лишь немного больший радиус изгиба по сравнению с простой углеродистой сталью).
Свариваемость: Медь — это элемент с низким-углеродным эквивалентом (CE), поэтому она не увеличивает прокаливаемость стали и не увеличивает риск растрескивания сварного шва. При использовании стандартных сварочных электродов (например, E7018-W для атмосферостойкой стали) сварные соединения сохраняют соответствующую прочность и коррозионную стойкость, при этом для большинства применений не требуется специального предварительного-нагрева или термообработки после сварки.
4. Ключевая синергия с другими элементами сплава.
Хром (Cr): Дополняет усиление твердого раствора меди и улучшает микроструктуру, обеспечивая баланс между прочностью и ударной вязкостью.
Никель (Ni): Усиливает эффект упрочнения меди и улучшает пластичность сварных соединений.
Фосфор (Р): Способствует измельчению зерна, которое вместе с медью повышает прочность без чрезмерной потери пластичности.
