Q620DиQ690D обе являются низколегированными-высокопрочными конструкционными сталями класса D -, производимыми в Китае. Они оба должны соответствовать требованиям ударной вязкости при -20 градусах, которые широко используются в машиностроении и машиностроении. Однако существует разрыв в их пределе текучести в 70 МПа, что приводит к различиям в химическом составе, технологии обработки, сценариях применения и стоимости.
Обе стали имеют конструкцию с низким-углеродом и микро-легированием, но Q690D имеет более точное соотношение элементов и более строгий контроль содержания вредных примесей для достижения более высокой прочности при сохранении ударной вязкости. Конкретное сравнение выглядит следующим образом:
| Элемент | Q620D | Q690D |
|---|---|---|
| Углерод (С) | Менее или равно 0,20 % (некоторые стандарты требуют менее или равно 0,18 %) | Меньше или равно 0,20% (контролируется на низком уровне, чтобы избежать снижения ударной вязкости) |
| Кремний (Si) | Меньше или равно 0,60% | Меньше или равно 0,60% |
| Марганец (Mn) | Меньше или равно 1,80% | Меньше или равно 1,80% (повышает прокаливаемость и прочность за счет упрочнения твердым раствором) |
| Фосфор (Р) | Меньше или равно 0,035 % (конечные продукты с высоким содержанием - могут быть меньше или равны 0,020 %) | Меньше или равно 0,030% |
| Сера (S) | Меньше или равно 0,035 % (конечные продукты с высоким содержанием - могут быть меньше или равны 0,010 %) | Меньше или равно 0,020 % (некоторые конечные продукты с высоким содержанием - могут быть меньше или равны 0,015 %) |
| Элементы сплава | В основном добавляют Nb, V, Ti и повышают прочность за счет измельчения зерна и дисперсионного упрочнения. | На основе Nb, V, Ti корректируется содержание микроэлементов сплава -. Например, Nb меньше или равно 0,06%, V меньше или равно 0,12%, Ti меньше или равно 0,20%, что усиливает синергетический эффект измельчения зерна и дисперсионного упрочнения. |
Очевидный пробел в механических свойствах
Основное различие между этими двумя сталями заключается в пределе текучести. Между тем, существуют также различия в прочности на разрыв и ударной вязкости при низких-температурах, которые определяют их разную-несущую способность:
| Индикатор механических свойств | Q620D | Q690D |
|---|---|---|
| Предел текучести | Больше или равно 620 МПа (для толщины меньше или равно 50 мм) | Больше или равно 690 МПа (для толщины менее или равно 50 мм незначительно колеблется с увеличением толщины пластины) |
| Предел прочности | 710 - 880МПа | 770 - 940МПа |
| Удлинение | Больше или равно 15 % (для некоторых продуктов содержание может достигать больше или равно 16 %) | Больше или равно 14 % (некоторые продукты по индивидуальному заказу могут достигать 17 %). |
| Ударная вязкость при -20 градусах | Энергия удара больше или равна 34 Дж, а некоторые продукты с высоким стандартом - могут достигать значения больше или равно 55 Дж. | Энергия удара больше или равна 34 Дж, а некоторые высококачественные конечные продукты - могут достигать ударных характеристик при -40 градусах. |
Различия в технологии обработки
Эти две стали можно производить путем контролируемой прокатки и контролируемого охлаждения, но к Q690D предъявляются более высокие требования к управлению процессом, чтобы обеспечить стабильность сверх-высокой прочности, а сложность обработки немного выше.
- Q620D: Производственный процесс относительно сбалансирован и его легко продвигать. Его можно стабильно производить с помощью процесса контролируемой прокатки и контролируемого охлаждения (TMCP). Его углеродный эквивалент меньше или равен 0,45%, и нет необходимости в сложном предварительном подогреве при сварке. Обычная сварка в среде защитного газа может удовлетворить этим требованиям. Для пластин толщиной менее 30 мм холодная гибка может выполняться напрямую без предварительного нагрева, что подходит для крупносерийного производства - и позволяет эффективно сократить производственный цикл.
- Q690D: Требуется более строгий контроль процесса на этапе плавки. Обычно используется конвертерная или электродуговая плавка в сочетании с процессами внешнего рафинирования в печах LF и VD для повышения чистоты расплавленной стали. Для толстых листов также может потребоваться нормализация или закалка и отпуск для оптимизации структуры. При сварке следует выбирать сварочные материалы с низким содержанием - водорода. Для толстых листов необходимо правильно контролировать подвод тепла, чтобы избежать снижения ударной вязкости, вызванного крупными зернами в зоне термического воздействия -, и при необходимости можно провести термообработку для снятия сварочных напряжений после -.
Различия в сценариях применения
Разница в прочности позволяет двум сталям занимать разные позиции в сценариях применения. Q620D ориентирован на компоненты со средней - и высокой - нагрузкой, тогда как Q690D больше используется для основных компонентов подшипников-и имеет больше преимуществ в холодных регионах.
- Q620D: Это экономически-эффективный выбор в области техники средней - и высокой - прочности. В области машиностроения он используется для изготовления шасси среднетоннажных погрузчиков - и рам малых и средних кранов -. В области строительных конструкций он применяется для несущих-несущих элементов общих крупнопролетных - мастерских и соединительных частей ветряных энергетических башен на суше. В области химической промышленности его можно использовать для изготовления опор трубопроводов среднего - давления, что позволяет уменьшить толщину стенок компонентов по сравнению с традиционной сталью и сэкономить расход стали.
- Q690D: Это основной материал для тяжелых - и низкотемпературных - компонентов. В области машиностроения для угольных шахт он заменяет материалы марки Q550 - для гидравлических опор угольных шахт, увеличивая рабочее сопротивление колонны с 8000 кН до 12000 кН. В области машиностроения он используется для стрелы 56 - метровых насосов и портовых кранов, что позволяет снизить вес компонентов на 23%. В области строительства в северном Китае он используется для сейсмических опор сверхвысотных зданий - и ключевых частей мостов, а его низкая температурная вязкость - позволяет эффективно избежать хрупкого разрушения в холодную зиму.
Различия в рынке и стоимости
Различия в сложности процесса и конфигурации элементов делают рыночные цены и структуру поставок двух сталей совершенно разными.
- Q620D: Производственный процесс отлажен, и многие сталелитейные заводы среднего размера - могут осуществлять массовое производство. Предложение на рынке достаточно. Его цена относительно умеренная, поскольку не требуется добавлять большое количество легирующих элементов, а затраты на управление процессом низкие. Он широко используется в общих проектах с высокой прочностью -, а рыночный спрос стабилен, что подходит для проектов с ограниченной стоимостью и общими требованиями к производительности.
- Q690D: Затраты на выплавку и рафинирование высоки из-за строгого контроля вредных примесей и оптимизации соотношения микро---элементов сплава. Его рыночная цена примерно на 15% - 25% выше, чем у Q620D. В основном его производят ключевые крупные сталелитейные заводы -. Спрос на него сконцентрирован в высокопроизводительных областях -, таких как гидравлические опоры угольных шахт и крупнотоннажное инженерное оборудование -. Благодаря постоянному развитию отечественных технологий производства они постепенно заменяют импортные аналогичные материалы, а ценовое преимущество по сравнению с импортными материалами становится более очевидным.
Ключевые замечания по выбору материала
- Для общих проектов с низкой - температурой и средней - нагрузкой.: Предпочтительным является Q620D, например, для рам небольших кранов и несущих-несущих конструкций обычных мастерских в северных городах. Он может удовлетворить базовые требования к низкой - температуре и нагрузке-, а более низкие затраты на закупки и строительство позволяют эффективно контролировать общий бюджет проекта.
- Для тяжелых - нагрузок и проектов с суровыми низкими - температурами.: Следует выбирать Q690D, например, для гидравлических опор угольных шахт и стрел больших насосных станций. Его сверхвысокая - прочность позволяет снизить вес компонентов и одновременно повысить несущую способность -. В то же время его стабильная низкотемпературная вязкость - позволяет избежать рисков безопасности, вызванных суровыми условиями работы.
- При замене материалов: Если Q620D необходимо заменить на Q690D, необходимо отрегулировать процесс сварки, например использовать сварочные материалы с низким содержанием - водорода и контролировать погонную теплоту при сварке. Если Q690D заменяется на Q620D, необходимо проверить, соответствует ли прочность конструкции требованиям, и не рекомендуется заменять его в ключевых -несущих компонентах.
В чем основная разница в механических свойствах между Q620D и Q690D и как она влияет на область их применения?
Основное отличие заключается в пределе текучести. Q620D имеет минимальный предел текучести более или равный 620 МПа, а Q690D достигает более или равный 690 МПа (для толщины менее или равной 50 мм). Q690D также имеет немного более высокую прочность на разрыв (770-940МПа против 710-880МПа у Q620D). Этот разрыв в прочности напрямую определяет сферу их применения: Q620D подходит для общих тяжелых-компонентов с умеренными требованиями к прочности, а Q690D предназначен для основных частей подшипников,-которые должны выдерживать сверхвысокие нагрузки и суровые условия при низких температурах.
Каковы основные различия в требованиях к сварке между Q620D и Q690D при строительстве на-площадке?
Требования к сварке существенно различаются в зависимости от углеродного эквивалента и уровня прочности. Для Q620D с углеродным эквивалентом менее или равным 0,45 % тонкие пластины (менее или равные 20 мм) можно сваривать без предварительного нагрева; достаточно обычных сварочных материалов в -защитной среде (например, ER50-6); Температура предварительного нагрева для толстых пластин (более или равна 30 мм) должна составлять всего 100-150 градусов, а для обычных компонентов термообработка после-сварки не требуется. Для Q690D необходимо использовать сварочные материалы с низким-водородом, чтобы предотвратить образование холодных трещин; Температуру предварительного подогрева толстых листов необходимо повысить до 150-200 градусов, а тепловложение при сварке строго контролировать в пределах 15-25 кДж/см. Кроме того, послесварочная термообработка для удаления водорода является обязательной для ключевых несущих компонентов для обеспечения стабильности работы.
Как выбрать между Q620D и Q690D при строительстве большого-пролетного цеха в северном Китае с минимальной температурой -20 градусов?
Выбор зависит от требований-несущей нагрузки и бюджета мастерской. Если это обычная мастерская с пролетом менее или равным 30 м и без тяжелого оборудования (например, небольших крановых систем), Q620D является более экономичным-эффективным-он может удовлетворить требования к ударной вязкости при низких-температурах и контролировать общую стоимость проекта. Если пролет мастерской превышает или равен 40 м или необходимо перевозить тяжелое оборудование (например, крупнотоннажные козловые краны), Q690D является лучшим вариантом. Его более высокий предел текучести может уменьшить площадь поперечного-элементов фермы, сэкономить площадь и повысить устойчивость конструкции при низко-переменных нагрузках.