Q960D ogQ690D er begge indenlandske lav-legerede høj-højstyrke konstruktionsstål med samme kvalitetsgrad "D" (der opfylder kravet om slagsejhed ved -20 grader), men der er åbenlyse huller i styrkeniveauer. Disse huller fører yderligere til forskelle i kemisk sammensætning, forarbejdningskrav, anvendelsesscenarier og andre aspekter.
Kemisk sammensætning
Begge stål kontrollerer strengt skadelige urenheder for at sikre sejhed, men Q960D har strengere kontrol over fosfor- og svovlindholdet for at matche dens ultra-høje styrke, og andelen af legeringselementer er mere optimeret.
| Element | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Kulstof (C) | Mindre end eller lig med 0,20 % | 0.18%-0.28% |
| Silicium (Si) | Mindre end eller lig med 0,80 % | 0.20%-0.80% |
| Mangan (Mn) | Mindre end eller lig med 2,00 % | 1.20%-1.80% |
| Fosfor (P) | Mindre end eller lig med 0,025 % | Mindre end eller lig med 0,025 % |
| Svovl (S) | Mindre end eller lig med 0,015 % | Mindre end eller lig med 0,015 % |
| Legeringselementer | Indeholder Cr (mindre end eller lig med 1,50%), Ni (mindre end eller lig med 2,00%), Mo (mindre end eller lig med 0,70%) og andre elementer for at øge styrken og tilføjer Nb, Ti og andre elementer for at forfine korn | Indeholder Cr (0,30 %-0,60 %), Mo (0,20 %-0,40 %) og andre elementer, og mikrolegeringselementer som Nb og Ti er tilsat for at balancere styrke og sejhed |
Mekaniske egenskaber
Den største forskel mellem de to ligger i flydespændingen. Q960D tilhører ultra-høj-stål, mens Q690D er høj-stål. De specifikke præstationsindikatorer er ret forskellige:
| Ydelsesindikator | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Udbyttestyrke | Større end eller lig med 960 MPa (for tykkelse mindre end eller lig med 50 mm) | Større end eller lig med 690 MPa (for tykkelse mindre end eller lig med 16 mm; Større end eller lig med 630 MPa, når tykkelsen stiger til 100 mm) |
| Trækstyrke | 980 - 1150MPa | 730 - 900MPa |
| Forlængelse | Større end eller lig med 10 % | Større end eller lig med 16 % |
| Slagsejhed | Opfylder slagtestkravet ved -20 grader, med fremragende modstandsdygtighed over for sprøde brud | Slagenergi Større end eller lig med 34J ved -20 grader og enestående lav-temperatur-anti-brudevne |
| Træthedspræstation | Højere flydestyrke fører til lavere træthedsrevnevæksthastighed og bedre modstandsdygtighed over for vekslende belastning | God anti-træthedsydelse, som kan opfylde kravene i generelle dynamiske belastningsscenarier (træthedslevetid Større end eller lig med 2×10⁶ gange i henhold til ISO 12107-standarden) |
Bearbejdnings- og svejsekrav
Forskellene i styrke og struktur gør deres bearbejdningsvanskeligheder og procesparametre adskilte:
- Q960D: Den leveres i slukket og hærdet tilstand. For tykke plader over 30 mm kræves forvarmning før flammeskæring for at undgå hærdning af den varme-berørte zone. Ved svejsning skal kulstofækvivalenten kontrolleres nøje. Selvom dets sammensætningsdesign tager hensyn til svejsbarhed, kræves der stadig højere svejseforvarmningstemperatur og mere præcis varmetilførselskontrol for at forhindre svejserevner.
- Q690D: Den kan leveres i flere tilstande såsom varmvalsning, normalisering og TMCP. Dens svejseydelse er mere afbalanceret med en kulstofækvivalent på mindre end eller lig med 0,65 %. Den er velegnet til lysbuesvejsning, gasafskærmet svejsning og andre processer. Svejseprocessen er relativt konventionel, og den kvalificerede svejsningsgrad er over 98%.
Applikationsscenarier
Ansøgningsfelterne er differentieret efter -belastningsbærende krav og omkostningsovervejelser:
- Q960D: Det bruges hovedsageligt i nøglelastbærende-komponenter med høje styrkekrav. For eksempel bruges den til kulminehydraulik (udskiftning af Q690-stål kan reducere vægten af en enkelt hydraulisk støtte med 20 %), vindkrafttårne, havnekraner og tryk-resistente granater på dybe undervandsfartøjer. Det anvendes også på rammen af minelastbiler og andet tungt udstyr, der kræver både høj styrke og vægtreduktion.
- Q690D: Det er meget udbredt i almindelige-scenarier med høj belastning. Inden for infrastruktur bruges det til bjælker og søjler af superhøje-bygninger og hovedlastbærende-strukturer af store-broer. Inden for udstyrsfremstilling bruges det til chassis af tunge køretøjer, skibsdæk og komponenter til entreprenørmaskiner såsom gravemaskiner. Den kan også bruges til trykbeholdere og olie- og gasrørledninger i energiområdet.
Hvad er kerneforskellen i mekaniske egenskaber mellem Q960D og Q690D?
Kerneforskellen ligger i flydespændingen. Q960D er et ultra-høj-stål med en minimum flydespænding på 960MPa og en trækstyrke fra 980MPa til 1150MPa, men dets forlængelse er kun større end eller lig med 10%. Q690D er et stål med høj-styrke med en minimum flydespænding på 690MPa (for tykkelse mindre end eller lig med 16 mm) og en trækstyrke på 730MPa - 900MPa. Det har bedre duktilitet med en forlængelse på større end eller lig med 16%. Derudover har Q960D en lavere træthedsrevnevæksthastighed og stærkere modstand mod skiftende belastninger.
Har Q960D og Q690D forskelle i deres leveringstilstande og bearbejdningsvanskeligheder?
Ja, der er åbenlyse forskelle. Q960D leveres hovedsageligt i bratkølet og hærdet tilstand for at sikre dens ultra-høje styrke og strukturelle ensartethed. For tykke plader kræves forvarmning under skæring, og streng kontrol af varmetilførsel er nødvendig under svejsning for at undgå revner. Q690D har mere fleksible leveringstilstande, herunder varmvalsning, normalisering, TMCP osv. Dens skære- og svejseprocesser er mere konventionelle, og den kræver ikke ekstremt strenge procesparametre, så den samlede bearbejdningsvanskelighed er lavere end Q960D.
Inden for ingeniørmaskiner, hvornår er det mere hensigtsmæssigt at vælge Q960D i stedet for Q690D?
Q960D foretrækkes, når udstyret har strenge krav til vægtreduktion, mens det bærer høje belastninger. For eksempel, når man fremstiller kulminer, hydrauliske understøtninger og havnekranbomme, kan brug af Q960D i stedet for Q690D reducere udstyrets vægt med omkring 20 % under den samme belastnings-bærende kapacitet, hvilket væsentligt forbedrer udstyrets energieffektivitet og operationelle fleksibilitet. Men hvis udstyret kun skal opfylde generelle høje-belastningskrav, og budgettet er begrænset, er Q690D mere omkostningseffektiv-.
Er der forskelle i anvendelsesområdet for Q960D og Q690D på energiområdet?
Deres applikationsfokus er forskellige. Q960D bruges hovedsageligt til vigtige-højtryks- og-højstyrkekomponenter, såsom høj-trykbeholdere i energifeltet og kernelast-bærende dele af vindkrafttårne. Q690D er mere udbredt i relativt konventionelt energiudstyr, såsom almindelige vindkrafttårnkomponenter, olie- og gasrørledninger og lagertanke med lav-temperatur. Det kan opfylde kravene til styrke og{10}lav temperatursejhed for generelt energiudstyr uden for store produktionsomkostninger.
Hvorfor har Q960D strengere kontrol over legeringselementer end Q690D?
Fordi Q960D skal opnå en meget højere flydespænding end Q690D. Det kontrollerer ikke kun indholdet af C, Si og Mn, men tilføjer også højere andele af Cr, Ni og Mo for at øge stålets styrke gennem fast opløsningsforstærkning og udfældningsforstærkning. Samtidig tilsættes elementer som Nb og Ti for at forfine korn, hvilket kan kompensere for reduktionen af sejhed forårsaget af forbedring af styrke. Q690D behøver kun at balancere generel høj styrke og bearbejdelighed, så typen og andelen af legeringselementer er relativt moderate.