Q960D aQ690D obě jsou tuzemské nízko{0}}legované vysokopevnostní-konstrukční oceli se stejným jakostním stupněm „D“ (splňující požadavek na rázovou houževnatost při -20 stupních), ale existují zjevné rozdíly v úrovních pevnosti. Tyto mezery dále vedou k rozdílům v chemickém složení, požadavcích na zpracování, aplikačních scénářích a dalších aspektech.


Chemické složení
Obě oceli přísně kontrolují škodlivé nečistoty, aby byla zajištěna houževnatost, ale Q960D má přísnější kontrolu nad obsahem fosforu a síry, aby odpovídala její ultra-vysoké pevnosti, a podíl slitinových prvků je optimalizován.
| Živel | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| uhlík (C) | Menší nebo rovno 0,20 % | 0.18%-0.28% |
| křemík (Si) | Menší nebo rovno 0,80 % | 0.20%-0.80% |
| mangan (Mn) | Menší nebo rovno 2,00 % | 1.20%-1.80% |
| fosfor (P) | Menší nebo rovno 0,025 % | Menší nebo rovno 0,025 % |
| síra (S) | Menší nebo rovno 0,015 % | Menší nebo rovno 0,015 % |
| Slitinové prvky | Obsahuje Cr (méně než nebo rovno 1,50 %), Ni (méně než nebo rovno 2,00 %), Mo (méně než nebo rovno 0,70 %) a další prvky pro zvýšení pevnosti a přidává Nb, Ti a další prvky pro zjemnění zrn | Obsahuje Cr (0,30 %-0,60 %), Mo (0,20 %-0,40 %) a další prvky a mikrolegovací prvky, jako je Nb a Ti, se přidávají k vyvážení pevnosti a houževnatosti. |
Mechanické vlastnosti
Nejzásadnější rozdíl mezi těmito dvěma spočívá v meze kluzu. Q960D patří k ultra-vysoko{3}}pevnostní oceli, zatímco Q690D je vysokopevnostní ocel-. Konkrétní ukazatele výkonu jsou zcela odlišné:
| Ukazatel výkonu | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| Mez kluzu | Větší nebo rovno 960 MPa (pro tloušťku menší nebo rovnou 50 mm) | Větší nebo rovno 690 MPa (pro tloušťku menší nebo rovnou 16 mm; větší nebo rovno 630 MPa, když se tloušťka zvýší na 100 mm) |
| Pevnost v tahu | 980 - 1150MPa | 730 - 900MPa |
| Prodloužení | Větší nebo rovno 10 % | Větší nebo rovno 16 % |
| Rázová houževnatost | Splňuje požadavky rázové zkoušky při -20 stupních, s vynikající odolností proti křehkému lomu | Energie nárazu Větší nebo rovna 34 J při -20 stupních a vynikající odolnost proti lámání při nízkých-teplotách |
| Únavový výkon | Vyšší mez kluzu vede k nižší rychlosti růstu únavových trhlin a lepší odolnosti vůči střídavému zatížení | Dobrý výkon proti únavě, který může splnit požadavky obecných scénářů dynamického zatížení (životnost větší nebo rovna 2×10⁶ krát podle normy ISO 12107) |
Požadavky na zpracování a svařování
Rozdíly v síle a struktuře odlišují obtížnost jejich zpracování a procesní parametry:
- Q960D: Dodává se v kaleném a temperovaném stavu. U tlustých plechů nad 30 mm je před řezáním plamenem vyžadováno předehřátí, aby se předešlo ztvrdnutí tepelně-dotčené zóny. Při svařování je třeba přísně kontrolovat uhlíkový ekvivalent. I když konstrukce jeho složení bere v úvahu svařitelnost, stále je zapotřebí vyšší teplota předehřevu svařování a přesnější řízení přívodu tepla, aby se zabránilo prasklinám při svařování.
- Q690D: Může být dodáván ve více stavech, jako je válcování za tepla, normalizace a TMCP. Jeho svařovací výkon je vyváženější, s uhlíkovým ekvivalentem menším nebo rovným 0,65 %. Je vhodný pro obloukové svařování, svařování v ochranné atmosféře plynu a další procesy. Proces svařování je relativně konvenční a kvalifikovaná míra svarů je více než 98%.
Aplikační scénáře
Pole aplikace se liší podle požadavků-na zatížení a nákladů:
- Q960D: Používá se hlavně v klíčových nosných-komponentech s vysokými požadavky na pevnost. Používá se například pro hydraulické podpěry uhelných dolů (náhrada oceli Q690 může snížit hmotnost jedné hydraulické podpěry o 20 %), věže větrných elektráren, přístavní jeřáby a tlakově -odolné pláště hlubinných ponorek. Aplikuje se také na rámy důlních vozíků a dalších těžkých zařízení, které vyžadují jak vysokou pevnost, tak snížení hmotnosti.
- Q690D: Široce se používá ve scénářích s vysokým{0}}vytížením. V oblasti infrastruktury se používá pro nosníky a sloupy-super výškových budov a hlavní nosné-konstrukce mostů velkých-rozpětí. V oblasti výroby zařízení se používá pro podvozky těžkých vozidel, lodní paluby a součásti stavebních strojů, jako jsou rypadla. Lze jej použít i pro tlakové nádoby a ropovody a plynovody v energetické oblasti.
Jaký je hlavní rozdíl v mechanických vlastnostech mezi Q960D a Q690D?
Hlavní rozdíl spočívá v meze kluzu. Q960D je ultra{2}}vysoko{3}}pevnostní ocel s minimální mezí kluzu 960 MPa a pevností v tahu od 980 MPa do 1150 MPa, ale její prodloužení je pouze větší nebo rovné 10 %. Q690D je vysokopevnostní ocel{10}} s minimální mezí kluzu 690 MPa (pro tloušťku menší nebo rovnou 16 mm) a pevností v tahu 730 MPa - 900MPa. Má lepší tažnost s prodloužením větším nebo rovným 16 %. Kromě toho má Q960D nižší rychlost růstu únavových trhlin a silnější odolnost vůči střídavému zatížení.
Liší se Q960D a Q690D ve stavu dodání a obtížnosti zpracování?
Ano, existují zjevné rozdíly. Q960D se dodává hlavně v kaleném a temperovaném stavu, aby byla zajištěna jeho ultra-vysoká pevnost a strukturální jednotnost. U tlustých plechů je při řezání nutný předehřev a při svařování je nutná přísná kontrola přísunu tepla, aby se předešlo prasklinám. Q690D má flexibilnější dodací stavy, včetně válcování za tepla, normalizace, TMCP atd. Jeho procesy řezání a svařování jsou konvenčnější a nevyžaduje extrémně přísné parametry procesu, takže celková obtížnost zpracování je nižší než u Q960D.
Kdy je v oblasti strojírenských strojů vhodnější zvolit Q960D místo Q690D?
Q960D je preferován, pokud má zařízení přísné požadavky na snížení hmotnosti při vysokém zatížení. Například při výrobě hydraulických podpěr uhelných dolů a výložníků přístavních jeřábů může použití Q960D místo Q690D snížit hmotnost zařízení o přibližně 20 % při stejné nosnosti-, což výrazně zlepšuje energetickou účinnost a provozní flexibilitu zařízení. Pokud však zařízení musí splňovat pouze obecné požadavky na-vysoké zatížení a rozpočet je omezený, je Q690D nákladově-efektivnější.
Existují rozdíly v rozsahu použití Q960D a Q690D v energetické oblasti?
Jejich aplikační zaměření je různé. Q960D se používá hlavně pro klíčové vysoko-tlaké a vysokopevnostní-komponenty, jako jsou vysokotlaké -nádoby v energetickém poli a části nosných-zátěží jádra větrných elektráren. Q690D se více používá v relativně konvenčních energetických zařízeních, jako jsou běžné součásti věží větrných elektráren, ropovody a plynovody a nízkoteplotní skladovací nádrže. Dokáže splnit požadavky na pevnost a houževnatost při nízkých{10}}teplotách běžných energetických zařízení bez nadměrných výrobních nákladů.
Proč má Q960D přísnější kontrolu nad slitinovými prvky než Q690D?
Protože Q960D potřebuje dosáhnout mnohem vyšší meze kluzu než Q690D. Nejenže kontroluje obsah C, Si a Mn, ale také přidává vyšší podíly Cr, Ni a Mo, aby se zvýšila pevnost oceli prostřednictvím zpevnění tuhým roztokem a precipitačního zpevnění. Současně se ke zjemnění zrn přidávají prvky jako Nb a Ti, které mohou kompenzovat snížení houževnatosti způsobené zlepšením pevnosti. Q690D potřebuje pouze vyvážit obecnou vysokou pevnost a zpracovatelnost, takže typ a podíl slitinových prvků jsou relativně mírné.

