Q960D iQ690D Tots dos són acers estructurals domèstics de baixa-aliatge-alta resistència amb el mateix grau de qualitat "D" (que compleixen el requisit de resistència a l'impacte a -20 graus), però hi ha llacunes evidents en els nivells de resistència. Aquestes llacunes condueixen a més a diferències en la composició química, els requisits de processament, els escenaris d'aplicació i altres aspectes.
Composició química
Tots dos acers controlen estrictament les impureses nocives per garantir la duresa, però el Q960D té un control més estricte sobre el contingut de fòsfor i sofre per igualar la seva resistència ultra-i la proporció d'elements d'aliatge està més optimitzada.
| Element | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Carboni (C) | Menor o igual al 0,20% | 0.18%-0.28% |
| Silici (Si) | Menor o igual al 0,80% | 0.20%-0.80% |
| Manganès (Mn) | Menor o igual al 2,00% | 1.20%-1.80% |
| Fòsfor (P) | Menor o igual al 0,025% | Menor o igual al 0,025% |
| Sofre (S) | Menor o igual a 0,015% | Menor o igual a 0,015% |
| Elements d'aliatge | Conté Cr (menys o igual a 1,50%), Ni (menys o igual a 2,00%), Mo (menys o igual a 0,70%) i altres elements per millorar la resistència, i afegeix Nb, Ti i altres elements per refinar els grans. | Conté Cr (0,30%-0,60%), Mo (0,20%-0,40%) i altres elements, i s'afegeixen elements de microaliatge com Nb i Ti per equilibrar la resistència i la tenacitat. |
Propietats mecàniques
La diferència principal entre els dos rau en la força de fluència. El Q960D pertany a l'acer d'ultra-alta- resistència, mentre que el Q690D és l'acer d'-alta resistència. Els indicadors de rendiment específics són força diferents:
| Indicador de rendiment | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Força de rendiment | Major o igual a 960MPa (per a gruix inferior o igual a 50 mm) | Superior o igual a 690 MPa (per a gruix inferior o igual a 16 mm; superior o igual a 630 MPa quan el gruix augmenta a 100 mm) |
| Resistència a la tracció | 980 - 1150MPa | 730 - 900MPa |
| Elongació | Superior o igual al 10% | Superior o igual al 16% |
| Duresa d'impacte | Compleix amb el requisit de la prova d'impacte a -20 graus, amb una excel·lent resistència a la fractura fràgil | Energia d'impacte Superior o igual a 34J a -20 graus i capacitat antifractura a baixa-temperatura excepcional |
| Rendiment a la fatiga | Una major resistència a la fluència condueix a una menor taxa de creixement de les esquerdes per fatiga i una millor resistència a la càrrega alterna | Bon rendiment anti-fatiga, que pot complir els requisits dels escenaris de càrrega dinàmica general (vida de fatiga superior o igual a 2 × 10⁶ vegades segons la norma ISO 12107) |
Requisits de processament i soldadura
Les diferències de força i estructura fan que la seva dificultat de processament i els paràmetres del procés siguin diferents:
- Q960D: Es lliura en estat temprat i temperat. Per a plaques gruixudes superiors a 30 mm, cal preescalfar abans del tall amb flama per evitar l'enduriment de la zona afectada per la calor-. Quan es solda, l'equivalent de carboni s'ha de controlar estrictament. Tot i que el seu disseny de composició considera la soldabilitat, encara es requereix una temperatura de preescalfament de soldadura més alta i un control més precís de l'entrada de calor per evitar esquerdes de soldadura.
- Q690D: Es pot lliurar en diversos estats com ara laminació en calent, normalització i TMCP. El seu rendiment de soldadura és més equilibrat, amb un equivalent de carboni inferior o igual al 0,65%. És adequat per a la soldadura d'arc, la soldadura amb gas i altres processos. El procés de soldadura és relativament convencional i la taxa qualificada de soldadures és superior al 98%.
Escenaris d'aplicació
Els camps d'aplicació es diferencien segons els-requisits de càrrega i les consideracions de cost:
- Q960D: s'utilitza principalment en components clau-de càrrega amb requisits d'alta resistència. Per exemple, s'utilitza per a suports hidràulics de mines de carbó (la substitució de l'acer Q690 pot reduir el pes d'un únic suport hidràulic en un 20%), torres d'energia eòlica, grues portuàries i closques resistents a la pressió-de submergibles profunds. També s'aplica al bastidor de camions de mineria i altres equips pesats que requereixen una gran resistència i una reducció de pes.
- Q690D: s'utilitza àmpliament en escenaris{0}}generals d'alta càrrega. En l'àmbit de les infraestructures, s'utilitza per a bigues i columnes d'edificis de gran-altura i estructures de càrrega-principals de ponts de gran-luna. En el camp de la fabricació d'equips, s'utilitza per al xassís de vehicles pesants, cobertes de vaixells i components de maquinària de construcció com ara excavadores. També es pot utilitzar per a recipients a pressió i oleoductes i gasoductes en el camp energètic.
Quina és la diferència bàsica de propietats mecàniques entre Q960D i Q690D?
La diferència bàsica rau en la força de fluència. Q960D és un acer d'ultra-alta- resistència amb un límit elàstic mínim de 960MPa i una resistència a la tracció que oscil·la entre 980MPa i 1150MPa, però el seu allargament només és superior o igual al 10%. El Q690D és un acer-d'alta resistència amb una resistència elàstica mínima de 690 MPa (per a un gruix inferior o igual a 16 mm) i una resistència a la tracció de 730 MPa - 900MPa. Té una millor ductilitat amb un allargament superior o igual al 16%. A més, el Q960D té una taxa de creixement de fissures per fatiga més baixa i una resistència més forta a càrregues alternes.
Q960D i Q690D tenen diferències en els seus estats de lliurament i dificultat de processament?
Sí, hi ha diferències evidents. El Q960D es lliura principalment en estat temperat i temperat per garantir la seva resistència ultra-i uniformitat estructural. Per a plaques gruixudes, es requereix un preescalfament durant el tall i un estricte control de l'entrada de calor durant la soldadura per evitar esquerdes. Q690D té estats de lliurament més flexibles, com ara laminació en calent, normalització, TMCP, etc. Els seus processos de tall i soldadura són més convencionals i no requereix paràmetres de procés extremadament estrictes, de manera que la dificultat general de processament és menor que la de Q960D.
En el camp de la maquinària d'enginyeria, quan és més adequat triar Q960D en comptes de Q690D?
El Q960D es prefereix quan l'equip té requisits estrictes de reducció de pes mentre suporta càrregues elevades. Per exemple, quan es fabriquen suports hidràulics de mines de carbó i barres de grua portuària, utilitzar Q960D en lloc de Q690D pot reduir el pes de l'equip en un 20% aproximadament amb la mateixa capacitat de càrrega-, la qual cosa millora significativament l'eficiència energètica i la flexibilitat operativa de l'equip. Tanmateix, si l'equip només ha de complir els requisits generals d'alta-càrrega i el pressupost és limitat, el Q690D és més rendible-.
Hi ha diferències en l'àmbit d'aplicació de Q960D i Q690D en el camp energètic?
Els seus focus d'aplicació són diferents. El Q960D s'utilitza principalment per a components clau d'alta-pressió i alta-resistència, com ara recipients d'alta-pressió en el camp energètic i parts de càrrega-de nucli de torres d'energia eòlica. El Q690D s'utilitza més en equips d'energia relativament convencionals, com ara components comuns de torres d'energia eòlica, oleoductes i gasoductes i tancs d'emmagatzematge a baixa temperatura-. Pot complir els requisits de resistència i tenacitat a baixa-temperatura dels equips energètics generals sense costos de fabricació excessius.
Per què el Q960D té un control més estricte sobre els elements d'aliatge que el Q690D?
Perquè el Q960D ha d'aconseguir una força de fluència molt més alta que el Q690D. No només controla el contingut de C, Si i Mn, sinó que també afegeix proporcions més altes de Cr, Ni i Mo per millorar la resistència de l'acer mitjançant l'enfortiment de la solució sòlida i l'enfortiment de la precipitació. Al mateix temps, s'afegeixen elements com Nb i Ti per refinar els grans, que poden compensar la reducció de la tenacitat provocada per la millora de la resistència. Q690D només necessita equilibrar l'alta resistència general i la processabilitat, de manera que el tipus i la proporció d'elements d'aliatge són relativament moderats.