Q620EEQ690E sono entrambi acciai strutturali alto-bassolegati-di grado E in Cina. Possono mantenere una buona resilienza a -40 gradi e vengono consegnati principalmente allo stato bonificato. Tuttavia, c'è un divario di 70 MPa nella loro resistenza allo snervamento.
Composizione chimica
Entrambi adottano un design a basso-carbonio per bilanciare resistenza e tenacità, ma Q690E aggiunge più elementi di lega come Mo e B per migliorare la temprabilità e il contenuto di elementi dannosi è controllato più rigorosamente. Il confronto specifico è il seguente:
| Elemento | Q620E | Q690E |
|---|---|---|
| Carbonio (C) | Inferiore o uguale a 0,18 (alcuni standard consentono Inferiore o uguale a 0,20) | Inferiore o uguale a 0.18 - 0.20 |
| Silicio (Si) | Inferiore o uguale a 0,50 | Inferiore o uguale a 0.60 - 0.80 |
| Manganese (Mn) | Inferiore o uguale a 1,50 | Inferiore o uguale a 1.70 - 2.00 |
| Fosforo (P) | Inferiore o uguale a 0,035 | Inferiore o uguale a 0.025 - 0.030 |
| Zolfo (S) | Inferiore o uguale a 0,035 | Inferiore o uguale a 0.015 - 0.025 |
| Elementi di lega | Principalmente Nb, V, Ti, che raffinano i cereali attraverso il rafforzamento delle precipitazioni | Contiene Ni inferiore o uguale a 0,80, Cr inferiore o uguale a 1,00, Mo inferiore o uguale a 0,30, B inferiore o uguale a 0,004, ecc., che migliorano ulteriormente resistenza e temprabilità garantendo al contempo tenacità |
Proprietà meccaniche
La differenza principale risiede nel carico di snervamento e nella resilienza-a bassa temperatura. Q690E ha una resistenza maggiore e requisiti di resilienza agli urti più severi, mentre Q620E ha una plasticità leggermente migliore in termini di allungamento in alcuni standard. Gli indicatori specifici sono i seguenti (per spessori inferiori o uguali a 50 mm):
| Indicatore di prestazione | Q620E | Q690E |
|---|---|---|
| Forza di rendimento | Maggiore o uguale a 620MPa (alcuni standard richiedono maggiore o uguale a 630MPa) | Maggiore o uguale a 690MPa |
| Resistenza alla trazione | 710 - 880MPa | 770 - 940MPa |
| Allungamento | Maggiore o uguale al 14% (alcuni possono raggiungere Maggiore o uguale al 16%) | Maggiore o uguale al 14% |
| Resistenza all'impatto a -40 gradi | Maggiore o uguale a 27J (lo standard parziale richiede maggiore o uguale a 34J) | Maggiore o uguale a 47J e il valore del singolo campione non deve essere inferiore al 70% del valore medio |
| Tasso di ritiro della sezione | Maggiore o uguale al 45% | Non esiste uno standard chiaro e uniforme, ma generalmente è necessario che corrisponda alla tenacità per garantire la capacità di deformazione |
Differenze nel processo di produzione e difficoltà di lavorazione
Entrambi vengono forniti principalmente mediante tempra e rinvenimento o processo TMCP, ma Q690E ha requisiti più elevati in termini di precisione e controllo del processo per garantire la stabilità di una resistenza ultra-elevata e la difficoltà di elaborazione è significativamente più elevata.
- Q620E: Processo equilibrato, facile da divulgare. Può essere prodotto mediante tempra e rinvenimento o processo TMCP. Quando si utilizza il processo TMCP, la temperatura finale di laminazione è controllata a circa 850 - 880 gradi e la velocità di raffreddamento è di 5 - 8 gradi/s. I parametri di processo delicati possono evitare un eccessivo stress interno. Il suo equivalente di carbonio è inferiore o uguale allo 0,48%, la temperatura di preriscaldamento della saldatura è di 150 - 200 gradi e la normale saldatura con gas schermato può soddisfare i requisiti. Dopo la formatura, è necessaria solo una semplice ricottura per risolvere il problema della concentrazione dello stress, che è adatta per la produzione in lotti su larga-scala.
- Q690E: Processo di precisione, elevati requisiti di controllo. Spesso si basa sulla combinazione di micro-leghe e di un rigoroso processo di tempra e rinvenimento. Nella fase di fusione, l'analisi spettrale viene utilizzata per monitorare in tempo reale il contenuto degli elementi della lega. La temperatura di tempra è controllata accuratamente a 880 - 920 gradi e la temperatura di rinvenimento è a 580 - 650 gradi per ottenere una struttura a grana fine-. Durante la saldatura, la temperatura di preriscaldamento deve essere controllata al di sopra di 100 - 150 gradi e devono essere utilizzati materiali di saldatura a basso-idrogeno per evitare cricche a freddo. Durante la lavorazione di componenti di forma speciale-come i bracci delle gru, la forza di deformazione e la velocità di raffreddamento devono essere controllate con precisione per evitare il degrado delle prestazioni causato da una struttura irregolare.
Differenze negli scenari applicativi
I due acciai sono suddivisi in base ai requisiti di-sollecitazione dei componenti. Q620E è orientato a componenti a sollecitazione media e elevata, mentre Q690E è maggiormente utilizzato per componenti principali a sollecitazione ultra-elevata e quest'ultimo presenta maggiori vantaggi in condizioni di lavoro leggere ed estreme.
- Q620E: scelta conveniente-per campi con stress medio e elevato. Nei macchinari industriali, viene utilizzato per realizzare bracci di gru da 400-tonnellate, che possono ridurre il peso del 18% rispetto ai materiali tradizionali. Nel campo energetico, viene applicato alla sezione del tubo ad alta pressione da 7 MPa-del gasdotto dello Xinjiang per il trasporto del carbone-a-, riducendo lo spessore delle pareti del 10% e risparmiando circa 80 tonnellate di acciaio per chilometro. Nel campo dell'edilizia, viene utilizzato per i nodi reticolari di grattacieli di 300-metri e le sue prestazioni di carico ciclico sono superiori del 40% rispetto a quelle dei materiali tradizionali. Funziona bene anche nelle sezioni di transizione monopila dell'energia eolica offshore e la sua durata può raggiungere i 35 anni con protezione anticorrosione.
- Q690E: materiale del nucleo per stress ultra-elevato e condizioni estreme. Nello sfruttamento energetico, viene utilizzato per raccordi-per tubi portanti pressione di piattaforme di trivellazione in acque profonde-e condotte di fratturazione per lo sfruttamento del gas di scisto e la sua durata è 3 volte più lunga di quella dei materiali convenzionali. Nei progetti di ingegneria, il tubo in acciaio a pressione della centrale idroelettrica di Baihetan adotta Q690E, che riduce lo spessore delle pareti da 60 mm a 42 mm e consente di risparmiare 12.000 tonnellate di acciaio. Nei macchinari pesanti viene utilizzato per realizzare il telaio di grandi escavatori. La durata della benna in Q690E è superiore del 30% rispetto a quella dell'acciaio comune. Viene utilizzato anche per i componenti dei carrelli ferroviari ad alta-velocità, che possono ridurre il peso del 15% garantendo al tempo stesso prestazioni anti-fatica.
Differenze di mercato e di costo
Le differenze nella complessità del processo e nel consumo di materie prime portano a evidenti lacune nel modello di domanda e offerta del mercato e nel costo dei due acciai:
- Q620E: Ha un processo di produzione maturo e molte acciaierie di medie e grandi dimensioni possono produrlo stabilmente. L'offerta di mercato è sufficiente e il prezzo è relativamente moderato. È ampiamente utilizzato in progetti generali ad alta-forza, con una domanda di mercato stabile e un tasso di crescita annuo di circa il 10%. Il suo vantaggio in termini di costi è evidente ed è spesso la prima scelta per progetti con requisiti equilibrati di prestazioni e costi.
- Q690E: Il costo degli elementi di lega come Mo e Ni è elevato e il controllo di precisione del processo di produzione aumenta anche il costo del consumo di energia. Il suo prezzo di mercato è superiore di circa il 20% - 30% rispetto a quello del Q620E. Viene prodotto principalmente dalle principali acciaierie di grandi dimensioni. La domanda è concentrata in campi di fascia alta-come lo sviluppo di energia sottomarina-e progetti idroelettrici su larga-scala. Sta gradualmente sostituendo i materiali importati e il costo può essere ridotto di oltre il 30% rispetto ai materiali ASTMA519 4130 importati.
Come scegliere tra Q620E e Q690E nella costruzione di ponti a lunga campata-nelle regioni alpine?
Se si tratta di un normale ponte a campata lunga-senza requisiti eccessivi di riduzione del peso, Q620E è più adatto. Può soddisfare le esigenze dei cuscinetti e ridurre i costi di approvvigionamento e costruzione. Se il ponte si trova in una zona estremamente fredda con forti venti frequenti e occorre ridurre il peso strutturale per migliorare la resistenza sismica e al vento, è preferibile il Q690E. La sua maggiore resistenza e resistenza agli urti pari o superiori a 47J a -40 gradi possono efficacemente evitare fratture fragili e l'assottigliamento dei componenti può anche ridurre il carico di vento complessivo.
Quali adeguamenti tecnici sono necessari quando si sostituisce il Q620E con il Q690E nella trasformazione dei supporti idraulici nelle miniere di carbone?
Innanzitutto, regolare il processo di saldatura. Utilizzare materiali di saldatura ad alta resistenza-a basso-idrogeno, aumentare la temperatura di preriscaldamento a 150 gradi o più e ridurre l'apporto di calore di saldatura per evitare l'ammorbidimento della zona-interessata dal calore. In secondo luogo, ottimizzare il processo di trattamento termico dopo la lavorazione. Temperamento a 580 - 650 gradi per eliminare lo stress interno. Infine, regola i parametri di formatura, rallenta la velocità di piegatura e stampaggio ed evita le crepe causate dall'elevata resistenza e dalla plasticità relativamente bassa del Q690E.
Perché Q690E è più favorito nel campo dei macchinari meccanici su larga scala-leggeri?
A condizione di sopportare lo stesso carico, Q690E può ridurre notevolmente lo spessore e il volume dei componenti grazie al suo limite di snervamento maggiore di 70 MPa rispetto a Q620E. Ad esempio, dopo aver utilizzato la Q690E per il telaio del braccio di un certo tipo di gru, il peso massimo di sollevamento viene aumentato da 800 tonnellate a 1.200 tonnellate riducendo al contempo il peso. Questo vantaggio leggero può non solo migliorare la capacità di carico dell'apparecchiatura, ma anche ridurre il consumo di energia durante il funzionamento, il che è in linea con la tendenza di sviluppo di macchinari tecnici ad alta-efficienza e-risparmio energetico.