Q960EіQ690E обидві є місцевими низько-легованими високо-конструкційними сталями класу Е, що означає, що обидві вони відповідають вимогам до ударної в’язкості при -40 градусах і придатні для роботи при низьких температурах і важких умовах. Однак існує явна різниця в рівнях їх сили. Ця прогалина також призводить до очевидних відмінностей у хімічному складі, виробничих процесах, вимогах до обробки та сценаріях застосування.
Хімічний склад
Обидві сталі покладаються на леговані елементи для підвищення ефективності, але Q960E має суворіший контроль над вмістом вуглецю, щоб забезпечити над-високу міцність, уникаючи надмірної крихкості. Типи та пропорції елементів сплаву також більш витончені, щоб врівноважити протиріччя між міцністю та міцністю. Конкретні порівняння складу такі:
| елемент | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| Карбон (C) | Менше або дорівнює 0,18% | Менше або дорівнює 0,20% |
| Кремній (Si) | Менше або дорівнює 0,5% | Менше або дорівнює 0,60% |
| Марганець (Mn) | Менше або дорівнює 1,5% | Менше або дорівнює 2,00% |
| Фосфор (P) | Менше або дорівнює 0,015% | Менше або дорівнює 0,025% |
| Сірка (S) | Менше або дорівнює 0,02% | Менше або дорівнює 0,015% |
| Леговані елементи | Містить менше або дорівнює 0,9% нікелю, 0,04%-0,06% ніобію, а вміст хрому становить менше або дорівнює 0,01%. Точна пропорція елементів мікро-сплаву забезпечує над-високу міцність і стійкість до низьких температур | Містить менше або дорівнює 0,80% нікелю, менше або дорівнює 1,00% хрому, менше або дорівнює 0,30% молібдену, а також додає елементи мікро-сплаву, такі як ніобій і титан, для підвищення міцності та ефективності зварювання |
Механічні властивості
Найпомітніша різниця між ними полягає в межі текучості. Q960E — над-високо{3}}сталь, а Q690E — високо-міцна сталь. Також є відповідні відмінності в міцності на розрив, відносному подовженні та інших показниках:
| Індикатор ефективності | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| Межа текучості | Більше або дорівнює 960 МПа (для товщини менше або дорівнює 50 мм) | ≥690MPa (for thickness ≤50mm); ≥630MPa when thickness >100 мм) |
| Міцність на розрив | 980 - 1150МПа | 710 - 940МПа (залежить від товщини) |
| Подовження | Більше або дорівнює 12% | Більше або дорівнює 14% |
| Ударна в'язкість | Енергія удару більше або дорівнює 27 Дж (деякі стандарти вимагають більше або дорівнює 34 Дж) при -40 градусах | Енергія удару більше або дорівнює 47 Дж при -40 градусах, з кращою низько{3}}температурною ефективністю проти руйнування |
Вимоги до виробництва та обробки
Щоб досягти різних рівнів міцності, обидві сталі мають очевидні відмінності у складності виробничого процесу та труднощах після-обробки:
- Q960E: використовується кисневий конвертер або плавка в електричній печі в поєднанні з технологією вакуумної дегазації для досягнення стандарту над-чистої сталі. Після багатопрохідної прокатки необхідно пройти загартування при 900 - 950 ступені та відпустку при 200 - 300 ступені. Під час зварювання температуру попереднього нагріву слід контролювати на рівні 150 - 200 градусів, а підведення тепла має бути обмежено 15 - 25кДж/см. При різанні та згинанні радіус холодного згину повинен бути не менше 6 товщини листа, а для різання потрібні спеціальні інструменти.
- Q690E: Його можна виготовити за допомогою звичайного процесу загартування. Його зварювальні характеристики є більш видатними, і він підходить для звичайних процесів, таких як дугове зварювання та зварювання в захисному газі. Під час зварювання немає потреби в надзвичайно суворому попередньому нагріванні та контролі надходження тепла. Загальний процес обробки простіший, а вартість обробки набагато нижча, ніж у Q960E.
Сценарії застосування
Вибір із двох у практичних застосуваннях головним чином ґрунтується на-вимогах до навантаження та бюджеті витрат:
- Q960E: в основному використовується в галузях високого-та високого{1}}попиту. Наприклад, з нього виготовляють стріли-великотонажних автомобільних кранів, які можуть значно зменшити вагу стріли. Його також застосовують до корпусів легкої броньованої техніки, опорних колон 1000-метрових хмарочосів, корпусів глибоководних-бурильних платформ і глибоководних-рятувальних шлюпок. Його над-висока міцність може задовольнити потреби надзвичайної несучості та легкої ваги.
- Q690E: він широко використовується в загальних важких-проектах із високою вартістю. Він використовується для сталевих труб під тиском гідроелектростанції Байхетан, деяких ділянок труб східного маршруту газопроводу Китай-Росія, компонентів візків високошвидкісної{3}}залізниці та гідравлічних опор вугільних шахт. Він може відповідати вимогам до міцності більшості важкого-обладнання та проектів і може значно зменшити витрати порівняно з Q960E.
Що означають класи «E» Q960E та Q690E і який вплив це має на сценарії їх застосування?
Буква «E» в обох сталях вказує на їх клас якості, що означає, що обидві вони відповідають вимогам до ударної в’язкості за умови -40 градусів. Ця характеристика дозволяє застосовувати обидві сталі в умовах низьких-температур і суворих умов, таких як полярні науково-дослідні станції, проекти в альпійських районах і морське обладнання. На відміну від звичайних конструкційних сталей, вони не схильні до крихкого руйнування в умовах екстремальних низьких температур, що розширює сферу їх застосування в важких умовах роботи.
З точки зору механічних властивостей, що робить Q960E більш придатним для виробництва високо-обладнання, ніж Q690E?
Ключова перевага Q960E над Q690E полягає в його значно вищій межі текучості. Його мінімальна межа текучості 960 МПа значно перевищує максимальну межу текучості Q690E 690 МПа. За тієї самої -несучої здатності використання Q960E може значно зменшити товщину та вагу компонентів. Наприклад, при виготовленні стріли крана можна зменшити вагу стріли більш ніж на 15%, що покращує ефективність роботи та стабільність обладнання. Ця легка та висока-міцність перевага незамінна для висококласного-обладнання із суворими обмеженнями ваги.
Чи існують значні відмінності у собівартості виробництва та ринкових цінах між Q960E та Q690E?
Так, відмінності величезні. Q960E вимагає складних процесів, таких як вакуумна дегазація та точне гартування та відпуск під час виробництва, а контроль елементів сплаву є більш суворим, що призводить до високих витрат на виробництво. Його ринкова ціна приблизно в 2,5 рази вища за Q690E. Q690E має зрілий і простий процес виробництва, низький технічний поріг, достатню пропозицію на ринку та стабільні ціни. Це рентабельний-вибір для звичайних важких-проектів.
Як вибрати між Q960E і Q690E при будівництві морських інженерних проектів?
Вибір залежить від конкретних компонентів і вимог до навантаження. Для ключових компонентів, які мають витримувати над-високий тиск і велике навантаження, таких як корпус під тиском глибоководних-бурильних платформ і основна навантажу-несуча конструкція великих кораблів, Q960E слід обирати, оскільки його над-висока міцність може забезпечити безпеку в екстремальних морських умовах. Для звичайних компонентів, таких як загальні частини трубопроводів і звичайні конструкції палуб морських платформ, Q690E більш підходить. Він може відповідати основним вимогам щодо міцності та стійкості до корозії, одночасно контролюючи загальну вартість проекту.
Чому Q960E має нижче подовження, ніж Q690E, і як це впливає на його використання?
Q960E частково жертвує подовженням, щоб досягти над-високої міцності. Це звичайний компроміс-при розробці-високоміцної сталі. Його відносне подовження більше або дорівнює 12% менше, ніж у Q690E більше або дорівнює 14%, що означає, що його здатність до пластичної деформації відносно слабка. У практичному використанні Q960E не підходить для компонентів, які потребують великої пластичної деформації. Він більше використовується в несучих-компонентах із відносно фіксованою формою та невеликими вимогами до деформації, таких як фіксовані опорні колони та стріли кранів, щоб уникнути виходу з ладу через недостатню здатність до деформації під час використання.