1. कोर तंत्र: सूक्ष्म संरचना और भंगुरता में कार्बन की भूमिका
नियंत्रित कार्बन सामग्री (0.18% से कम या उसके बराबर) अत्यधिक कार्बाइड वर्षा और कठोर, भंगुर चरणों (उदाहरण के लिए, मार्टेंसाइट या मोटे पर्लाइट) के गठन से बचाती है।
इस सीमा से अधिक (थोड़ा भी, 0.20% या अधिक) स्टील के संतुलित फेराइट {{1}पियरलाइट माइक्रोस्ट्रक्चर को बाधित कर देगा, इसे और अधिक भंगुर चरणों की ओर स्थानांतरित कर देगा। यह सीधे स्टील की प्रभाव ऊर्जा को अवशोषित करने की क्षमता को कम कर देता है (प्लास्टिक विरूपण को सीमित करके) और "नमनीय {{3}भंगुर संक्रमण तापमान" (डीबीटीटी){{4}वह तापमान बढ़ा देता है जिसके नीचे स्टील अचानक भंगुर हो जाता है।
2. कम तापमान (-40 डिग्री से -20 डिग्री) पर प्रभाव: कार्बन भंगुर संक्रमण जोखिम को नियंत्रित करता है
-40 डिग्री पर (वैकल्पिक निम्न-तापमान ग्रेड):
S355K2W का 0.18% C से कम या इसके बराबर यह सुनिश्चित करता है कि इसका DBTT -40 डिग्री से नीचे रहे। सीमित कार्बन सामग्री कार्बाइड को छोटा और समान रूप से वितरित रखती है, जिससे फेराइट मैट्रिक्स को लचीलापन बनाए रखने की अनुमति मिलती है। इस तापमान पर विशिष्ट प्रभाव ऊर्जा 45-65 जे (वैकल्पिक 30 जे मानक से काफी ऊपर) है।
यदि कार्बन 0.18% से अधिक हो जाता है, तो डीबीटीटी -35 डिग्री या इससे अधिक तक बढ़ जाएगा। -40 डिग्री पर, स्टील भंगुर क्षेत्र में प्रवेश करेगा, जिससे प्रभाव ऊर्जा कम हो जाएगी<20 J-too low to resist sudden loads (e.g., wind or snow) without fracturing.-20 डिग्री पर (अनिवार्य आधार आवश्यकता):
0.18% से कम या उसके बराबर सी सामग्री 40 जे से अधिक या उसके बराबर के ईएन 10025 -5 जनादेश को पूरा करने की कुंजी है। बारीक, कम {{5}कार्बन फेराइट-पर्लाइट माइक्रोस्ट्रक्चर स्टील को ऊर्जा को अवशोषित करते हुए, प्रभाव के दौरान प्लास्टिक रूप से विकृत करने की अनुमति देता है।
यहां तक कि कार्बन में 0.02% की वृद्धि (0.20% तक) भी प्रभाव ऊर्जा को ~15-20% (32-34 जे तक) कम कर देगी, जिससे न्यूनतम 40 जे विफल हो जाएगा। इसका कारण यह है कि अतिरिक्त कार्बन मोटे पर्लाइट कालोनियों का निर्माण करता है, जो दरार आरंभ बिंदु के रूप में कार्य करता है। दरारें तेजी से फैलती हैं, जिससे फ्रैक्चर के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
3. मध्यम तापमान (0 डिग्री से 20 डिग्री) पर प्रभाव: कार्बन ताकत और कठोरता को संतुलित करता है
0 डिग्री पर:
S355K2W का 0.18% C से कम या उसके बराबर 80-120 J की प्रभाव ऊर्जा का समर्थन करता है। कम कार्बन सामग्री फेराइट मैट्रिक्स की लचीलापन को अधिकतम करती है, इसलिए स्टील गतिशील भार (उदाहरण के लिए, भूकंपीय गतिविधि) के दौरान बड़ी मात्रा में ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है।
उच्च कार्बन (0.20%+) ऊर्जा को 60-80 जे तक कम कर देगा। हालांकि यह अभी भी बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताओं से अधिक है, यह अप्रत्याशित तनाव (उदाहरण के लिए, निर्माण के दौरान आकस्मिक प्रभाव) के खिलाफ बफर को कम कर देता है।20 डिग्री पर (कमरे का तापमान):
यहां कार्बन का भंगुर प्रभाव न्यूनतम है, लेकिन 0.18% से कम या उसके बराबर की सीमा अभी भी चरम कठोरता (100-150 जे) सुनिश्चित करती है। संतुलित माइक्रोस्ट्रक्चर फ्रैक्चर से पहले पूर्ण प्लास्टिक विरूपण की अनुमति देता है, उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां स्टील को अचानक, उच्च प्रभाव बलों (उदाहरण के लिए, पुलों पर भारी उपकरण टकराव) का सामना करना पड़ सकता है।
4. व्यावहारिक निहितार्थ: क्यों EN 10025-5 सख्ती से कार्बन को 0.18% से कम या उसके बराबर रखता है
For thick plates (>100 मिमी), उत्पादन के दौरान धीमी गति से ठंडा करने से अनाज थोड़ा मोटा हो सकता है। कम कार्बन सामग्री कार्बाइड की वृद्धि को सीमित करके इसे संतुलित करती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि 150 मिमी मोटी प्लेटें भी -20 डिग्री पर 35 जे से अधिक या उसके बराबर मिलती हैं।
पतली प्लेटों के लिए (<25mm), low carbon prevents "over-strengthening"-the steel retains enough ductility to avoid brittle failure during fabrication (e.g., bending or welding) and service.
