Q620EEnQ690E zijn beide hoog{0}}laaggelegeerd constructiestaal- van klasse E in China. Ze kunnen een goede slagvastheid behouden bij -40 graden en worden voornamelijk geleverd in geharde en getemperde toestand. Er is echter een gat van 70 MPa in hun vloeigrens.
Chemische samenstelling
Beide hebben een ontwerp met een laag-koolstofgehalte om sterkte en taaiheid in evenwicht te brengen, maar de Q690E voegt meer legeringselementen toe, zoals Mo en B, om de hardbaarheid te verbeteren, en het gehalte aan schadelijke elementen wordt strenger gecontroleerd. De specifieke vergelijking is als volgt:
| Element | Q620E | Q690E |
|---|---|---|
| Koolstof (C) | Kleiner dan of gelijk aan 0,18 (sommige normen staan Kleiner dan of gelijk aan 0,20 toe) | Kleiner dan of gelijk aan 0.18 - 0.20 |
| Silicium (Si) | Kleiner dan of gelijk aan 0,50 | Kleiner dan of gelijk aan 0.60 - 0.80 |
| Mangaan (Mn) | Minder dan of gelijk aan 1,50 | Kleiner dan of gelijk aan 1.70 - 2.00 |
| Fosfor (P) | Kleiner dan of gelijk aan 0,035 | Kleiner dan of gelijk aan 0.025 - 0.030 |
| Zwavel (S) | Kleiner dan of gelijk aan 0,035 | Kleiner dan of gelijk aan 0.015 - 0.025 |
| Legering elementen | Voornamelijk Nb, V, Ti, die granen verfijnen door versterking van de neerslag | Bevat Ni kleiner dan of gelijk aan 0,80, Cr kleiner dan of gelijk aan 1,00, Mo kleiner dan of gelijk aan 0,30, B kleiner dan of gelijk aan 0,004, enz., die de sterkte en hardbaarheid verder verbeteren en tegelijkertijd de taaiheid garanderen |
Mechanische eigenschappen
Het belangrijkste verschil ligt in de vloeigrens en de slagvastheid bij lage- temperaturen. Q690E heeft een hogere sterkte en strengere eisen inzake slagvastheid, terwijl Q620E in sommige normen een iets betere plasticiteit heeft in termen van rek. De specifieke indicatoren zijn als volgt (voor een dikte kleiner dan of gelijk aan 50 mm):
| Prestatie-indicator | Q620E | Q690E |
|---|---|---|
| Opbrengststerkte | Groter dan of gelijk aan 620 MPa (sommige normen vereisen groter dan of gelijk aan 630 MPa) | Groter dan of gelijk aan 690 MPa |
| Treksterkte | 710 - 880MPa | 770 - 940MPa |
| Verlenging | Groter dan of gelijk aan 14% (sommige kunnen groter dan of gelijk aan 16% bereiken) | Groter dan of gelijk aan 14% |
| Slagvastheid bij -40 graden | Groter dan of gelijk aan 27J (gedeeltelijke standaard vereist Groter dan of gelijk aan 34J) | Groter dan of gelijk aan 47J, en de waarde van het enkele monster mag niet minder zijn dan 70% van de gemiddelde waarde |
| Sectiekrimppercentage | Groter dan of gelijk aan 45% | Geen duidelijke uniforme norm, maar over het algemeen is het nodig om de taaiheid aan te passen om het vervormingsvermogen te garanderen |
Verschillen in productieproces en verwerkingsmoeilijkheden
Beide worden voornamelijk geleverd via afschrikken en temperen of via het TMCP-proces, maar de Q690E stelt hogere eisen aan procesprecisie en procescontrole om de stabiliteit van ultra-hoge sterkte te garanderen, en de verwerkingsmoeilijkheden zijn aanzienlijk hoger.
- Q620E: Evenwichtig proces, gemakkelijk te populariseren. Het kan worden geproduceerd door middel van afschrikken en temperen of door een TMCP-proces. Bij gebruik van het TMCP-proces wordt de uiteindelijke walstemperatuur geregeld op ongeveer 850 - 880 graad en is de afkoelsnelheid 5 - 8 graad/s. De milde procesparameters kunnen overmatige interne stress vermijden. Het koolstofequivalent is minder dan of gelijk aan 0,48%, de voorverwarmingstemperatuur van het lassen is 150 - 200 graden en gewoon gasbeschermd lassen kan aan de vereisten voldoen. Na het vormen is alleen eenvoudig gloeien nodig om het probleem van spanningsconcentratie op te lossen, wat geschikt is voor batchproductie op grote schaal-.
- Q690E: Precisieproces, hoge controle-eisen. Het is vaak afhankelijk van de combinatie van micro-legeringen en een strikt afschrik- en temperproces. In de smeltfase wordt spectrale analyse gebruikt om het gehalte aan legeringselementen in realtime te monitoren. De uitdovingstemperatuur wordt nauwkeurig geregeld op 880 - 920 graden en de ontlaattemperatuur is 580 - 650 graden om een fijne- korrelige structuur te verkrijgen. Tijdens het lassen moet de voorverwarmingstemperatuur boven de 100 - 150 graad worden gehouden en moeten lasmaterialen met een laag-waterstofgehalte worden gebruikt om koudescheuren te voorkomen. Bij het verwerken van speciaal-gevormde componenten, zoals kraanarmen, moeten de vervormingskracht en de koelsnelheid nauwkeurig worden gecontroleerd om prestatieverlies als gevolg van een ongelijkmatige structuur te voorkomen.
Verschillen in toepassingsscenario's
De twee staalsoorten zijn verdeeld op basis van de spanning-vereisten van de componenten. De Q620E is gericht op componenten met gemiddelde en hoge spanning, en de Q690E wordt meer gebruikt voor kerncomponenten met ultra-hoge spanning, en de laatste heeft meer voordelen bij lichtgewicht en extreme werkomstandigheden.
- Q620E: Kosteneffectieve-keuze voor velden met gemiddelde en hoge spanning. In machinebouw wordt het gebruikt om kraanarmen van 400- ton te maken, waardoor het gewicht met 18% kan worden verminderd in vergelijking met traditionele materialen. Op energiegebied wordt het toegepast op het hoge- hogedrukleidinggedeelte van de Xinjiang-steenkool-naar-gastransmissiepijpleiding van Xinjiang, waardoor de wanddikte met 10% wordt verminderd en ongeveer 80 ton staal per kilometer wordt bespaard. In de bouwsector wordt het gebruikt voor de vakwerkknooppunten van superhoge gebouwen van 300-meter, en de cyclische belastingsprestaties zijn 40% hoger dan die van traditionele materialen. Het presteert ook goed in monopile-overgangssecties voor offshore windenergie, en de levensduur kan 35 jaar bedragen met anticorrosiebescherming.
- Q690E: Kernmateriaal voor ultra-hoge belasting en extreme omstandigheden. Bij de energie-exploitatie wordt het gebruikt voor druk-dragende pijpfittingen van diep- boorplatforms in de zee en voor het breken van pijpleidingen voor schaliegasexploitatie, en de levensduur ervan is drie keer langer dan die van conventionele materialen. Bij technische projecten gebruikt de stalen drukbuis van de waterkrachtcentrale van Baihetan Q690E, waardoor de wanddikte wordt verminderd van 60 mm naar 42 mm en 12.000 ton staal wordt bespaard. In zware machines wordt het gebruikt om het frame van grote graafmachines te maken. De levensduur van de bak van Q690E is 30% langer dan die van gewoon staal. Het wordt ook gebruikt voor onderdelen van hoge-spoorwegdraaistellen, die het gewicht met 15% kunnen verminderen en toch-vermoeidheidsprestaties garanderen.
Verschillen in markt en kosten
De verschillen in procescomplexiteit en grondstofverbruik leiden tot duidelijke hiaten in het vraag- en aanbodpatroon op de markt en de kosten van de twee staalsoorten:
- Q620E: Het heeft een volwassen productieproces en veel middelgrote en grote staalfabrieken kunnen het stabiel produceren. Het marktaanbod is voldoende en de prijs is relatief gematigd. Het wordt veel gebruikt in algemeen krachtige projecten-, met een stabiele marktvraag en een jaarlijks groeipercentage van ongeveer 10%. Het kostenvoordeel ligt voor de hand, en het is vaak de eerste keuze voor projecten met evenwichtige prestatie- en kostenvereisten.
- Q690E: De kosten van legeringselementen zoals Mo en Ni zijn hoog, en de nauwkeurige controle van het productieproces verhoogt ook de kosten voor energieverbruik. De marktprijs is ongeveer 20% - 30% hoger dan die van de Q620E. Het wordt voornamelijk geproduceerd door belangrijke grote staalfabrieken. De vraag is geconcentreerd op-topgebieden zoals de ontwikkeling van energie in de diep-zee en grootschalige-waterkrachtprojecten. Het vervangt geleidelijk geïmporteerde materialen en de kosten kunnen met meer dan 30% worden verlaagd vergeleken met geïmporteerde ASTMA519 4130-materialen.
Hoe kies je tussen de Q620E en de Q690E bij de constructie van bruggen met lange- overspanningen in alpiene gebieden?
Als het een gewone brug met lange- overspanningen is zonder buitensporige vereisten voor gewichtsvermindering, is de Q620E geschikter. Het kan aan de lagerbehoeften voldoen en de aanschaf- en bouwkosten verlagen. Als de brug zich in een extreem koud gebied bevindt met frequente harde wind, en het structurele gewicht moet verminderen om de seismische en windweerstand te verbeteren, heeft Q690E de voorkeur. De hogere sterkte en slagvastheid van groter dan of gelijk aan 47J bij -40 graden kan brosse breuk effectief voorkomen, en het dunner worden van componenten kan ook de algehele windbelasting verminderen.
Welke technische aanpassingen zijn nodig bij het vervangen van Q620E door Q690E bij de transformatie van hydraulische steunen in kolenmijnen?
Pas eerst het lasproces aan. Gebruik lasmaterialen met lage-waterstof en hoge-sterkte, verhoog de voorverwarmingstemperatuur tot 150 graden of hoger en verminder de warmte-inbreng bij het lassen om te voorkomen dat de door de hitte-beïnvloede zone zachter wordt. Ten tweede: optimaliseer het warmtebehandelingsproces na verwerking. Temper op 580 - 650 graden om interne stress te elimineren. Pas ten slotte de vormparameters aan, vertraag de buig- en stempelsnelheid en vermijd scheuren veroorzaakt door de hoge sterkte en relatief lage plasticiteit van Q690E.
Waarom heeft de Q690E meer de voorkeur op het gebied van grootschalige lichtgewicht machinebouwmachines?
Onder de voorwaarde dat dezelfde belasting wordt gedragen, kan de Q690E de dikte en het volume van de componenten aanzienlijk verminderen dankzij de 70 MPa hogere vloeigrens dan de Q620E. Na gebruik van de Q690E voor het armframe van een bepaald type kraan wordt het maximale hefgewicht bijvoorbeeld verhoogd van 800 ton naar 1200 ton, terwijl het gewicht wordt verlaagd. Dit lichtgewichtvoordeel kan niet alleen de laadcapaciteit van de apparatuur verbeteren, maar ook het energieverbruik tijdens bedrijf verminderen, wat in lijn is met de ontwikkelingstrend van hoog-efficiëntie en energie-besparende technische machines.