Q960D іQ690D є вітчизняними низько{0}}легованими високо{1}}конструкційними сталями з однаковим класом якості «D» (відповідає вимогам до ударної в’язкості при -20 градусах), але є очевидні прогалини в рівнях міцності. Ці прогалини також призводять до відмінностей у хімічному складі, вимогах до обробки, сценаріях застосування та інших аспектах.


Хімічний склад
Обидві сталі суворо контролюють шкідливі домішки, щоб забезпечити міцність, але Q960D суворіше контролює вміст фосфору та сірки, щоб відповідати її над-високій міцності, а пропорція елементів сплаву оптимізована.
| елемент | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Карбон (C) | Менше або дорівнює 0,20% | 0.18%-0.28% |
| Кремній (Si) | Менше або дорівнює 0,80% | 0.20%-0.80% |
| Марганець (Mn) | Менше або дорівнює 2,00% | 1.20%-1.80% |
| Фосфор (P) | Менше або дорівнює 0,025% | Менше або дорівнює 0,025% |
| Сірка (S) | Менше або дорівнює 0,015% | Менше або дорівнює 0,015% |
| Леговані елементи | Містить Cr (менше або дорівнює 1,50%), Ni (менше або дорівнює 2,00%), Mo (менше або дорівнює 0,70%) та інші елементи для підвищення міцності, а також додає Nb, Ti та інші елементи для очищення зерна | Містить Cr (0,30%-0,60%), Mo (0,20%-0,40%) та інші елементи, а мікролегуючі елементи, такі як Nb і Ti, додані для збалансування міцності та міцності |
Механічні властивості
Основна відмінність між ними полягає в межі текучості. Q960D належить до над-високо{3}}сталі, тоді як Q690D є високо{5}}сталі. Конкретні показники продуктивності досить різні:
| Індикатор ефективності | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Межа текучості | Більше або дорівнює 960 МПа (для товщини менше або дорівнює 50 мм) | Більше або дорівнює 690 МПа (для товщини менше або дорівнює 16 мм; більше або дорівнює 630 МПа, коли товщина збільшується до 100 мм) |
| Міцність на розрив | 980 - 1150МПа | 730 - 900МПа |
| Подовження | Більше або дорівнює 10% | Більше або дорівнює 16% |
| Ударна в'язкість | Відповідає вимогам випробування на удар при -20 градусах, має чудову стійкість до крихкого руйнування | Енергія удару більше або дорівнює 34 Дж при -20 градусах і видатна низька{3}}температурна здатність проти руйнування |
| Показники втоми | Вища межа текучості призводить до меншої швидкості росту втомної тріщини та кращої стійкості до змінного навантаження | Хороші характеристики проти -втоми, які відповідають вимогам загальних сценаріїв динамічного навантаження (термін служби втоми більше або дорівнює 2×10⁶ разів відповідно до стандарту ISO 12107) |
Вимоги до обробки та зварювання
Відмінності в міцності та структурі роблять їхню складність обробки та різні параметри процесу:
- Q960D: Поставляється в загартованому та відпущеному стані. Для товстих плит товщиною понад 30 мм потрібне попереднє нагрівання перед полум’яним різанням, щоб уникнути загартування зони термічного-впливу. Під час зварювання необхідно суворо контролювати вуглецевий еквівалент. Незважаючи на те, що його композиційна конструкція враховує зварюваність, для запобігання зварювальним тріщинам все одно потрібні більш висока температура попереднього нагріву зварювання та більш точний контроль надходження тепла.
- Q690D: Він може поставлятися в декількох станах, таких як гаряча прокатка, нормалізація та TMCP. Його зварювальні характеристики більш збалансовані, вуглецевий еквівалент менше або дорівнює 0,65%. Він підходить для дугового зварювання, зварювання в захисному газі та інших процесів. Процес зварювання є відносно звичайним, і кваліфікований показник зварних швів становить понад 98%.
Сценарії застосування
Сфери застосування розрізняються відповідно до-вимог до навантажень і витрат:
- Q960D: головним чином використовується в ключових{0}}несучих компонентах із високими вимогами до міцності. Наприклад, він використовується для гідравлічних опор вугільних шахт (заміна сталі Q690 може зменшити вагу окремої гідравлічної опори на 20%), вітрових веж, портових кранів і-стійких до тиску корпусів глибоководних апаратів. Його також застосовують для рам кар'єрних самоскидів та іншого важкого обладнання, яке потребує як високої міцності, так і зменшення ваги.
- Q690D: широко використовується в сценаріях загального-високого навантаження. У сфері інфраструктури він використовується для балок і колон надвисоких-будинків і основних-несучих конструкцій велико-пролітних мостів. У сфері виробництва обладнання він використовується для шасі важких транспортних засобів, корабельних палуб і компонентів будівельних машин, таких як екскаватори. Його також можна використовувати для посудин під тиском і нафто- і газопроводів в енергетичній сфері.
Яка основна різниця в механічних властивостях між Q960D і Q690D?
Основна відмінність полягає в межі текучості. Q960D — це над-високо{3}}сталь із мінімальною межею текучості 960 МПа та міцністю на розрив у діапазоні від 980 МПа до 1150 МПа, але її відносне подовження становить лише більше або дорівнює 10%. Q690D — це високо{10}}міцна сталь із мінімальною межею текучості 690 МПа (для товщини менше або дорівнює 16 мм) і міцністю на розрив 730 МПа - 900МПа. Він має кращу пластичність із подовженням більше або дорівнює 16%. Крім того, Q960D має нижчу швидкість росту втомних тріщин і більшу стійкість до змінних навантажень.
Чи Q960D і Q690D мають відмінності в стані доставки та труднощах обробки?
Так, є очевидні відмінності. Q960D в основному поставляється в загартованому та відпущеному стані, щоб забезпечити над-високу міцність і однорідність структури. Для товстих плит необхідний попередній нагрів під час різання, а під час зварювання необхідний суворий контроль надходження тепла, щоб уникнути тріщин. Q690D має більш гнучкі режими доставки, включаючи гарячу прокатку, нормалізацію, TMCP тощо. Його процеси різання та зварювання більш звичайні, і він не вимагає надзвичайно жорстких параметрів процесу, тому загальна складність обробки нижча, ніж у Q960D.
У сфері машинобудування, коли краще вибрати Q960D замість Q690D?
Q960D є кращим, якщо обладнання має суворі вимоги щодо зменшення ваги під час витримування високих навантажень. Наприклад, під час виробництва гідравлічних опор для вугільних шахт і стріл портових кранів використання Q960D замість Q690D може зменшити вагу обладнання приблизно на 20% за тієї самої-несучої здатності, що значно покращує енергоефективність обладнання та робочу гнучкість. Однак, якщо обладнання має відповідати лише загальним високим-вимогам до навантаження, а бюджет обмежений, Q690D економічно-вигідніший.
Чи є відмінності в області застосування Q960D і Q690D в енергетичній сфері?
Спрямованість їх застосування різна. Q960D в основному використовується для ключових компонентів із високим-тиском і-високою{3}}міцністю, таких як резервуари високого{4}}тиску в енергетичному полі та основні-несучі частини вітряних електростанцій. Q690D ширше використовується у відносно традиційному енергетичному обладнанні, такому як звичайні компоненти вітроелектростанцій, нафто- та газопроводи та низько{8}}температурні резервуари для зберігання. Він може відповідати вимогам міцності та -температурної в’язкості загального енергетичного обладнання без надмірних витрат на виробництво.
Чому Q960D має більш суворий контроль над елементами сплаву, ніж Q690D?
Тому що Q960D має досягти набагато вищої межі текучості, ніж Q690D. Він не лише контролює вміст C, Si та Mn, але також додає більші пропорції Cr, Ni та Mo для підвищення міцності сталі шляхом зміцнення твердим розчином та дисперсійного зміцнення. У той же час такі елементи, як Nb і Ti, додаються для очищення зерен, що може компенсувати зниження міцності, викликане підвищенням міцності. Q690D має лише збалансувати загальну високу міцність і технологічність, тому тип і пропорція елементів сплаву є відносно помірними.

