Aká je typická mikroštruktúra ako-valcovanej nosníkovej ocele Q355B I a ako dosahuje svoje vlastnosti?

Typická mikroštruktúra za tepla -valcovaného I-lúča Q355B v stave pri dodaní- (po riadenom ochladení teplom valcovania) je jemnozrnná feritová-perlitová štruktúra. Táto mikroštruktúra je kľúčom k jeho vyváženým mechanickým vlastnostiam. Ferit je mäkká, ťažná, na telo -centrovaná kubická (BCC) fáza železa s nízkym obsahom uhlíka. Perlit je lamelárna zmes feritu a cementitu (karbid železa, Fe3C), ktorá je tvrdšia a pevnejšia. Podiel perlitu sa zvyšuje s obsahom uhlíka. Proces začína opätovným zahriatím bloku na austenitickú fázu (-Fe). Počas valcovania za tepla-sa austenitové zrná deformujú a dynamicky rekryštalizujú, čím sa stávajú jemnejšie. Po konečnom valcovaní sa oceľ ochladí. Transformácia z austenitu na ferit a perlit nastáva pri teplote približne 700-800 stupňov . Rýchlosť ochladzovania (zvyčajne chladenie vzduchom) je riadená tak, aby umožnila tvorbu jemných, rovnoosých feritových zŕn na hraniciach zŕn austenitu, pričom zostávajúci austenit sa transformuje na ostrovčeky perlitu. Jemnosť tejto štruktúry je posilnená mikrolegovacími prvkami ako niób (Nb) a vanád (V). Tie tvoria jemné karbonitridové precipitáty (Nb(C,N), V(C,N)), ktoré pri valcovaní vymedzujú hranice austenitových zŕn, zabraňujú nadmernému rastu zŕn a následne prispievajú k spevňovaniu precipitačným spevnením vo ferite. Výsledkom je jemnozrnná{25}}homogénna mikroštruktúra. Jemná veľkosť zrna je obzvlášť výhodná, pretože súčasne zvyšuje medzu klzu (prostredníctvom Hallovho-Petchovho vzťahu) a zlepšuje húževnatosť pri nízkych-teplotách (zvyšovaním teploty prechodu z tvárnej-do krehkej). Ferit poskytuje ťažnosť a húževnatosť, zatiaľ čo perlit a precipitáty poskytujú pevnosť. Táto kombinácia spĺňa požiadavky na medzu klzu (väčšia alebo rovná 355 MPa), dobré predĺženie (väčšie alebo rovné 20 %) a špecifikovanú energiu nárazu (väčšia alebo rovná 34 J pri 20 stupňoch).