Q620DUndQ690D Beides sind niedriglegierte -Baustähle der Güteklasse D - mit hoher-Festigkeit in China. Beide müssen die Anforderungen an die Schlagzähigkeit bei -20 Grad erfüllen, die im Maschinenbau und im Maschinenbau weit verbreitet sind. Allerdings gibt es eine Lücke von 70 MPa in ihrer Streckgrenze, was zu Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung, der Verarbeitungstechnologie, den Anwendungsszenarien und den Kosten führt.
Beide Stähle verfügen über ein kohlenstoffarmes und mikrolegiertes Design, Q690D verfügt jedoch über ein verfeinertes Elementverhältnis und eine strengere Kontrolle schädlicher Verunreinigungen, um eine höhere Festigkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung der Zähigkeit zu erreichen. Der spezifische Vergleich ist wie folgt:
| Element | Q620D | Q690D |
|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | Weniger als oder gleich 0,20 % (einige Standards erfordern weniger als oder gleich 0,18 %) | Weniger als oder gleich 0,20 % (kontrolliert auf einem niedrigen Niveau, um eine Verringerung der Zähigkeit zu vermeiden) |
| Silizium (Si) | Weniger als oder gleich 0,60 % | Weniger als oder gleich 0,60 % |
| Mangan (Mn) | Weniger als oder gleich 1,80 % | Weniger als oder gleich 1,80 % (verbessert Härtbarkeit und Festigkeit durch Mischkristallverfestigung) |
| Phosphor (P) | Weniger als oder gleich 0,035 % (High---Endprodukte können weniger als oder gleich 0,020 % ausmachen) | Weniger als oder gleich 0,030 % |
| Schwefel (S) | Weniger als oder gleich 0,035 % (High---Endprodukte können weniger als oder gleich 0,010 % ausmachen) | Weniger als oder gleich 0,020 % (einige hochwertige --Endprodukte können weniger als oder gleich 0,015 % betragen) |
| Legierungselemente | Fügen Sie hauptsächlich Nb, V und Ti hinzu und verbessern Sie die Festigkeit durch Kornverfeinerung und Ausfällungsverstärkung | Auf Basis von Nb, V, Ti wird der Gehalt an Mikro---Legierungselementen angepasst. Beispielsweise Nb kleiner oder gleich 0,06 %, V kleiner oder gleich 0,12 %, Ti kleiner oder gleich 0,20 %, was den synergistischen Effekt der Kornverfeinerung und Ausfällungsverstärkung verstärkt |
Offensichtliche Lücke in den mechanischen Eigenschaften
Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Stählen liegt in der Streckgrenze. Mittlerweile gibt es auch Unterschiede in der Zugfestigkeit und Kälteschlagzähigkeit, die ihre unterschiedliche Tragfähigkeit bestimmen:
| Indikator für mechanische Eigenschaften | Q620D | Q690D |
|---|---|---|
| Streckgrenze | Größer als oder gleich 620 MPa (für eine Dicke von weniger als oder gleich 50 mm) | Größer als oder gleich 690 MPa (für eine Dicke von weniger als oder gleich 50 mm, schwankt leicht mit zunehmender Plattendicke) |
| Zugfestigkeit | 710 - 880MPa | 770 - 940MPa |
| Verlängerung | Größer als oder gleich 15 % (einige Produkte können größer als oder gleich 16 % erreichen) | Mehr als oder gleich 14 % (einige kundenspezifische Produkte können 17 % erreichen) |
| Schlagzähigkeit bei -20 Grad | Aufprallenergie größer oder gleich 34 J, und einige Produkte mit hohem --Standard können größer oder gleich 55 J erreichen | Aufprallenergie größer oder gleich 34 J, und einige Endprodukte mit hoher --Qualität können eine Aufprallleistung bei -40 Grad erreichen |
Unterschiede in der Verarbeitungstechnologie
Die beiden Stähle können durch kontrollierten Walz- und Kühlprozess hergestellt werden, aber Q690D stellt höhere Anforderungen an die Prozesskontrolle, um die Stabilität ultrahoher Festigkeit zu gewährleisten, und die Verarbeitungsschwierigkeiten sind etwas höher.
- Q620D: Der Produktionsprozess ist relativ ausgewogen und leicht zu fördern. Es kann durch das TMCP-Verfahren (Controlled Rolling and Controlled Cooling) stabil hergestellt werden. Sein Kohlenstoffäquivalent beträgt höchstens 0,45 % und ein aufwändiges Vorwärmen beim Schweißen ist nicht erforderlich. Gewöhnliches Schutzgasschweißen kann die Anforderungen erfüllen. Bei Platten kleiner oder gleich 30 mm kann das Kaltbiegen direkt ohne Vorwärmen durchgeführt werden, was für die Produktion großer --Serien geeignet ist und den Produktionszyklus effektiv verkürzen kann.
- Q690D: Es bedarf einer strengeren Prozesskontrolle in der Schmelzphase. In der Regel werden Konverter- oder Elektrolichtbogenofenschmelzen in Kombination mit externen Raffinationsprozessen im LF- und VD-Ofen eingesetzt, um die Reinheit des geschmolzenen Stahls zu verbessern. Bei dicken Blechen kann zur Optimierung der Struktur auch eine Normalisierungs- oder Abschreck- und Anlasswärmebehandlung erforderlich sein. Beim Schweißen sollten Schweißmaterialien mit niedrigem --Wasserstoffgehalt ausgewählt werden. Bei dicken Blechen muss die Wärmezufuhr richtig kontrolliert werden, um einen durch grobe Körner in der Hitzeeinwirkungszone verursachten Zähigkeitsabfall zu vermeiden. Bei Bedarf kann nach dem Schweißen eine Spannungsarmglühbehandlung durchgeführt werden.
Unterschiede in den Anwendungsszenarien
Aufgrund des Festigkeitsunterschieds haben die beiden Stähle in Anwendungsszenarien eine unterschiedliche Positionierung. Q620D ist auf Komponenten mit mittlerer - und hoher - Last ausgerichtet, während Q690D eher für Komponenten mit Kernlast- verwendet wird und in kalten Regionen mehr Vorteile bietet.
- Q620D: Es ist eine kostengünstige -effektive Wahl im Bereich der Technik mittlerer - und hoher - Festigkeit. Im Maschinenbau wird es zur Herstellung der Fahrgestelle von Ladern mittlerer - Tonnage und der Rahmen kleiner und mittlerer - Kräne verwendet. Im Bereich der Baukonstruktionen wird es auf die tragenden Bauteile allgemeiner Werkstätten mit großen - Spannweiten und die Verbindungsteile von Windkrafttürmen an Land angewendet. Im Bereich der chemischen Industrie kann es zur Herstellung von Rohrleitungshalterungen für mittleren --Druck verwendet werden, wodurch die Wandstärke von Bauteilen im Vergleich zu herkömmlichem Stahl reduziert und der Stahlverbrauch gesenkt werden kann.
- Q690D: Es ist ein Kernmaterial für hochbelastbare - und niedrige - temperaturbeständige Komponenten. Im Bereich der Kohlebergwerksmaschinen ersetzt es Materialien der Güteklasse Q550 - für hydraulische Stützen im Kohlebergwerk und erhöht den Arbeitswiderstand der Säule von 8000 kN auf 12000 kN. Im Maschinenbau wird es für den Ausleger von 56 - Meter langen Pumpwagen und Hafenkränen verwendet, wodurch das Gewicht der Komponenten um 23 % reduziert werden kann. Im Bauwesen in Nordchina wird es für die seismische Stützung von extrem hohen --Gebäuden und den Schlüsselteilen von Brücken verwendet, und seine niedrige --Temperaturzähigkeit kann Sprödbrüche im kalten Winter effektiv verhindern.
Unterschiede in Markt und Kosten
Aufgrund der Unterschiede in der Prozessschwierigkeit und Elementkonfiguration sind die Marktpreise und Angebotsmuster der beiden Stähle sehr unterschiedlich.
- Q620D: Der Produktionsprozess ist ausgereift und viele mittelgroße - Stahlwerke können eine Massenproduktion realisieren. Das Marktangebot ist ausreichend. Der Preis ist relativ moderat, da nicht viele Legierungselemente hinzugefügt werden müssen und die Kosten für die Prozesssteuerung niedrig sind. Es wird häufig in Projekten mit allgemein hoher --Festigkeit eingesetzt und die Marktnachfrage ist stabil, was für Projekte mit begrenzten Kosten und allgemeinen Leistungsanforderungen geeignet ist.
- Q690D: Aufgrund der strengen Kontrolle schädlicher Verunreinigungen und der Optimierung des Mikro-{0}}-Legierungselementverhältnisses sind die Kosten für das Schmelzen und Raffinieren hoch. Sein Marktpreis ist etwa 15 % - 25 % höher als der von Q620D. Es wird hauptsächlich von wichtigen großen - Stahlwerken hergestellt. Die Nachfrage konzentriert sich auf High-End-Bereiche wie hydraulische Stützen für Kohlebergwerke und technische Maschinen mit großer - Tonnage. Mit der kontinuierlichen Reife der inländischen Produktionstechnologie werden importierte ähnliche Materialien nach und nach ersetzt, und der Kostenvorteil gegenüber importierten Materialien ist offensichtlicher.
Wichtige Hinweise zur Materialauswahl
- Für allgemeine Projekte mit niedrigen - Temperaturen und mittlerer - Last: Wie der Rahmen kleiner Kräne und die tragende Struktur gewöhnlicher Werkstätten in nördlichen Städten wird Q620D bevorzugt. Es kann die grundlegenden Anforderungen an niedrige -Temperaturen und Tragfähigkeit- erfüllen, und die geringeren Beschaffungs- und Baukosten können das Gesamtbudget des Projekts effektiv steuern.
- Für Projekte mit hoher - Belastung und extrem niedrigen - Temperaturen: Für hydraulische Stützen in Kohlebergwerken und den Ausleger großer Pumpwagen sollte Q690D ausgewählt werden. Seine extrem hohe Festigkeit kann das Gewicht von Komponenten reduzieren und gleichzeitig die Lasttragfähigkeit verbessern. Gleichzeitig kann seine stabile Zähigkeit bei niedrigen --Temperaturen Sicherheitsrisiken vermeiden, die durch raue Arbeitsbedingungen verursacht werden.
- Beim Austausch von Materialien: Wenn Q620D durch Q690D ersetzt werden soll, sollte der Schweißprozess angepasst werden, z. B. durch die Verwendung von Schweißmaterialien mit niedrigem --Wasserstoffgehalt und durch die Steuerung der Schweißwärmezufuhr. Wenn Q690D durch Q620D ersetzt wird, muss überprüft werden, ob die strukturelle Festigkeit den Anforderungen entspricht. Es wird nicht empfohlen, es in wichtigen tragenden Komponenten zu ersetzen.
Was ist der wesentliche Unterschied in den mechanischen Eigenschaften zwischen Q620D und Q690D und wie wirkt sich dieser auf deren Anwendungsbereich aus?
Der Hauptunterschied liegt in der Streckgrenze. Q620D hat eine Mindeststreckgrenze von mindestens 620 MPa, während Q690D mindestens 690 MPa erreicht (bei einer Dicke von höchstens 50 mm). Q690D hat auch eine etwas höhere Zugfestigkeit (770-940 MPa gegenüber 710-880 MPa für Q620D). Dieser Festigkeitsunterschied definiert direkt ihren Anwendungsbereich: Q620D eignet sich für allgemeine Schwerlastkomponenten mit mäßigen Festigkeitsanforderungen, während Q690D für tragende Kernteile konzipiert ist, die extrem hohen Belastungen und rauen Umgebungen mit niedrigen Temperaturen standhalten müssen.
Was sind die Hauptunterschiede bei den Schweißanforderungen zwischen Q620D und Q690D während der -Konstruktion vor Ort?
Die Schweißanforderungen unterscheiden sich aufgrund ihres Kohlenstoffäquivalents und ihrer Festigkeit erheblich. Für Q620D mit einem Kohlenstoffäquivalent von weniger als oder gleich 0,45 % können dünne Bleche (weniger als oder gleich 20 mm) ohne Vorwärmen geschweißt werden, und normale gas-geschützte Schweißmaterialien (z. B. ER50-6) sind ausreichend; Die Vorwärmtemperatur für dicke Bleche (größer oder gleich 30 mm) muss nur 100 {13}}150 Grad betragen, und für allgemeine Komponenten ist keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich. Für Q690D müssen wasserstoffarme Schweißmaterialien verwendet werden, um Kaltrisse zu verhindern; Die Vorwärmtemperatur für dicke Bleche muss auf 150–200 Grad erhöht werden, und die Schweißwärmezufuhr muss streng auf 15–25 kJ/cm begrenzt werden. Darüber hinaus ist eine Wärmebehandlung zur Wasserstoffentfernung nach dem Schweißen für wichtige tragende Komponenten obligatorisch, um die Leistungsstabilität sicherzustellen.
Wie wählt man zwischen Q620D und Q690D, wenn man eine Werkstatt mit großer Spannweite-in einem Gebiet im Norden Chinas mit Mindesttemperaturen von -20 Grad baut?
Die Wahl hängt von den Belastungsanforderungen und dem Budget der Werkstatt ab. Wenn es sich um eine gewöhnliche Werkstatt mit einer Spannweite von höchstens 30 m und ohne schweres Gerät (z. B. kleine Kransysteme) handelt, ist Q620D kostengünstiger-effektiver-es kann die Anforderungen an die Schlagzähigkeit bei niedrigen{8}Temperaturen erfüllen und die Gesamtkosten des Projekts kontrollieren. Wenn die Werkstatt eine Spannweite von mehr als oder gleich 40 m hat oder schweres Gerät transportieren muss (z. B. Portalkräne mit großer Tonnage), ist Q690D die bessere Option. Seine höhere Streckgrenze kann die Querschnittsfläche von Fachwerkkomponenten verringern, Platz sparen und die strukturelle Stabilität bei Wechselbeanspruchung bei niedrigen Temperaturen verbessern.