Q890EiQ960Eoba su visoko{0}}čvrsto-legirani konstrukcijski čelici stupnja E. Slovo "E" označava da moraju zadovoljiti zahtjeve udarne žilavosti na -40 stupnjeva, što ih čini prikladnima za niske temperature i teške radne uvjete. Međutim, postoji značajan jaz od 70 MPa u njihovoj granici razvlačenja, što dalje dovodi do razlika u kemijskom sastavu, proizvodnim procesima, zahtjevima obrade i područjima primjene.


Mehanička svojstva jezgre
Najosnovnija razlika između njih leži u njihovim razinama čvrstoće, a njihovi pokazatelji žilavosti također su malo prilagođeni kako bi odgovarali njihovoj snazi. Specifični parametri su sljedeći:
| Indikator mehaničkih svojstava | Q890E | Q960E |
|---|---|---|
| Minimalna čvrstoća tečenja (manja ili jednaka ploči od 50 mm) | Veći ili jednak 890 MPa | Veći ili jednak 960 MPa |
| Raspon vlačne čvrstoće | 930 - 1150MPa | 980 - 1150MPa |
| Energija udarca od -40 stupnjeva | Veći ili jednak 27J | Veći ili jednak 27J (neki standardi zahtijevaju Veći ili jednak 34J) |
| Elongacija | Veći ili jednak 10% | Veći ili jednak 9% |
Q960E postiže veću čvrstoću stropa, ali je njegovo istezanje nešto niže nego kod Q890E. Ovo je tipičan kompromis-u dizajnu-čelika visoke čvrstoće. U međuvremenu, oba mogu održati dobru žilavost na -40 stupnjeva, što je daleko bolje od čelika kvalitete D- (-udar od 20 stupnjeva) i posebno su prikladni za alpske regije ili radne uvjete na niskim temperaturama kao što su elektrane na polarnom vjetru i platforme za bušenje nafte na velikim geografskim širinama.
Kemijski sastav i proizvodni proces
Razlike u snazi su ukorijenjene u razlikama u njihovim kemijskim sastavima i proizvodnim procesima, koji su dizajnirani da postignu svoje odgovarajuće pozicioniranje performansi.
- Kemijski sastav: Oba strogo kontroliraju sadržaj ugljika kako bi se osigurala zavarljivost, s Q890E manjim ili jednakim 0,20% i Q960E manjim ili jednakim 0,18%. Što se tiče elemenata od legura, Q960E ima precizniji i viši-omjer performansi. Dodaje odgovarajuću količinu nikla (Manje od ili jednako 0,9%) i kontrolira niobij (0,04%-0,06%) kako bi se poboljšala očvrsljivost i žilavost; Q890E se uglavnom oslanja na sinergistički učinak niobija, vanadija i titana za taložno ojačanje, s nižim sadržajem elemenata plemenitih legura, što pomaže u kontroli troškova. Oba imaju izuzetno strogu kontrolu nad štetnim nečistoćama, sa sadržajem fosfora i sumpora manjim ili jednakim 0,015%.
- Proizvodni proces: Q890E usvaja proces konvertorskog/električnog taljenja u peći + rafiniranja u LF peći + vakuumskog otplinjavanja, nakon čega slijedi kontrolirano valjanje i kontrolirano hlađenje, te konačno kaljenje (880 - 920 stupanj) i kaljenje (550 - 650 stupanj). Ovaj proces uravnotežuje snagu i mogućnost obrade. Q960E ima strože zahtjeve. Koristi tehnologiju vakuumskog otplinjavanja za postizanje standarda "ultra-čistog čelika" (ukupne nečistoće manje od ili jednake 0,05%). Njegova toplinska obrada je kaljenje na visokoj-temperaturi (900 - 950 stupanj ) plus kaljenje na niskoj-temperaturi (200 - 300 stupanj ), što čini stabilnu kaljenu martenzitnu strukturu kako bi se osigurala ultra{16}}visoka čvrstoća, ali poteškoće u kontroli procesa i potrošnja energije znatno su veći.
Zahtjevi za obradu
Razlike u svojstvima materijala čine njihove pragove obrade prilično različitima, posebno kod zavarivanja i oblikovanja veza koje su ključne za inženjerske primjene.
- Zavarivanje: Q890E ima ekvivalent ugljika manji ili jednak 0,50%, a temperatura predgrijavanja za zavarivanje je 150 - 200 stupnjeva. Preporučeni unos topline je ispod 80kJ/cm. Općenito, postupak uklanjanja vodika nakon -zavarivanja potreban je samo za ključne komponente. Q960E ima veće zahtjeve. Temperatura predgrijavanja mora se kontrolirati na 150 - 200 stupnjeva, a energija linije zavarivanja strogo je ograničena na 15 - 25kJ/cm kako bi se izbjeglo omekšavanje zone-pogođene toplinom. Štoviše, moraju se koristiti materijali za zavarivanje niske -velike{15}}čvrstoće vodika, a toplinska obrada uklanjanja vodika nakon -zavarivanja obavezna je za sve-komponente koje nose opterećenje kako bi se spriječile hladne pukotine.
- Oblikovanje i rezanje: Q890E se može rezati plamenom, a hladno savijanje može se izvesti za ploče manje od ili jednake 20 mm s radijusom savijanja od 3 - 4 puta debljine ploče. Q960E nije prikladan za rezanje plamenom jer je sklon širenju zone utjecaja topline-. Preporuča se lasersko ili plazma rezanje. Njegov radijus hladnog savijanja mora biti veći ili jednak 6 puta debljini ploče, a vruće savijanje potrebno je za složene komponente kako bi se izbjeglo pucanje zbog velike krtosti.
Inženjerska područja primjene
Njihova posebna izvedba i karakteristike obrade jasno definiraju njihove granice primjene, s Q890E kao troškovno-učinkovitim izborom i Q960E kao-opcijom vrhunske klase.
- Q890E: To je uobičajeni čelik visoke-čvrstoće u scenarijima srednje-do-visokih opterećenja, s fokusom na troškovne-izvedbe. Široko se koristi u granama dizalica od 800-tona, okviru utovarivača, hidrauličkim potporama rudnika ugljena srednje-veličine i spojnim dijelovima tornjeva za vjetroelektrane. Na primjer, koristi se u okviru kraka vatrogasnih ljestvi, koji može smanjiti težinu okvira kraka za 15% u usporedbi s Q690E, a istovremeno ispunjava zahtjeve nosivosti, a njegov trošak obrade je relativno nizak, pogodan za masovnu proizvodnju općih inženjerskih strojeva.
- Q960E: To je temeljni materijal za scenarije ekstremnog opterećenja i male težine, s nezamjenjivom vrijednošću u vrhunskoj-opremi. Koristi se u glavnoj ruci 1200-tona dizalica za sve-terene (kao što je Zoomlion ZAT12000H, koji koristi 28mm Q960E za smanjenje težine za 15 tona), žlici super-velikih bagera i karoseriji lakih oklopnih vozila. U ultra{11}}visokim-zgradama koristi se za divovske potporne stupove, koji mogu smanjiti poprečni-površinu presjeka stupova i povećati iskoristivi prostor. Također se primjenjuje na strukturne dijelove opreme za-istraživanje dubokog mora, koja može izdržati ultra{16}}visoki tlak i okruženja niske temperature.
Tržišni obrazac i tro-korist
Razlike u tehnologiji i primjeni određuju njihovu različitu tržišnu poziciju.
- Kapacitet proizvodnje: Q890E ima zrelu tehnologiju proizvodnje. Velike domaće čeličane kao što su Baosteel i Angang imaju stabilan proizvodni kapacitet, s godišnjom domaćom proizvodnjom od oko 300 000 tona, što može zadovoljiti-veliku potražnju industrije inženjerskih strojeva. Proizvodnja Q960E ima visoke tehničke prepreke, samo nekoliko poduzeća kao što je Wuyang Iron and Steel može ga masovno-proizvoditi stabilno, s godišnjom proizvodnjom od samo oko 50.000 tona, što je nedostatak na visoko{10}}poljima.
- Trošak i korist: Cijena Q960E je oko 40%-60% viša od cijene Q890E. Visoka cijena dolazi od dragocjenih legura i preciznih procesa toplinske obrade. Međutim, njegova mala težina može značajno poboljšati učinkovitost opreme. Na primjer, karoserija oklopnog vozila izrađena od Q960E može smanjiti težinu za 40% dok istovremeno osigurava zaštitnu izvedbu, poboljšavajući svoju mobilnost. Q890E smanjuje troškove nabave poduzeća pod pretpostavkom ispunjavanja osnovnih zahtjeva visoke čvrstoće i prikladan je za projekte s ograničenim proračunima i velikom potražnjom.
Koji su ključni čimbenici za odabir između Q890E i Q960E u proizvodnji komponenti tornja za polarne vjetroelektrane?
Ključni čimbenici su zahtjevi-za nosivost i kontrola troškova. Ako je za srednje{2}}opterećenje spojne dijelove od 5MW i ispod vjetroturbina, Q890E je troškovno-učinkovitiji. Njegova čvrstoća tečenja može zadovoljiti zahtjeve opterećenja vjetrom i ledom, a troškovi obrade i zavarivanja su niži, što je pogodno za serijsku konstrukciju. Za glavne{8}}nosive nosače od 10 MW i više velikih vjetroturbina u polarnim regijama, preferira se Q960E. Njegova veća čvrstoća može smanjiti debljinu nosača za 10%-15%, a može održati stabilnu žilavost na -40 stupnjeva, izbjegavajući krti lom uzrokovan ekstremnim promjenama temperature.
Koje tehničke probleme treba riješiti prilikom zamjene Q890E s Q960E u nadogradnji krakova dizalice?
Potrebne su tri ključne tehničke prilagodbe. Prvo, u zavarivanju, prijeđite na materijale za zavarivanje niske-vodika visoke-čvrstoće, strogo kontrolirajte unos topline unutar 15-25kJ/cm i povećajte temperaturu predgrijanja na 150-200 stupnjeva kako biste spriječili pukotine u zoni utjecaja topline. Drugo, kod oblikovanja proširite polumjer hladnog savijanja na više od 6 puta debljine ploče (u usporedbi s 3-4 puta za Q890E) kako biste izbjegli pucanje tijekom procesa hladnog savijanja. Na kraju, dodajte toplinsku obradu uklanjanja vodika nakon zavarivanja na 550-600 stupnjeva kako biste uklonili zaostala naprezanja i osigurali otpornost na zamor kraka pod cikličkim opterećenjima.
Može li se Q890E koristiti umjesto Q960E u hitnom održavanju rudarske opreme? Koji rizici postoje?
Može se koristiti samo kao privremena zamjena za ne-bitne pomoćne dijelove kao što je zaštitna ograda okvira rudarskog bagera. Za dijelove nosive-jezgre kao što su grana bagera i hidraulički potporni stup, zamjena je strogo zabranjena. Rizik je u tome što je granica razvlačenja Q890E 70 MPa niža od one Q960E. Pod ultra-velikim udarnim opterećenjima kao što je iskopavanje rude, može uzrokovati deformaciju ili čak lom komponenti, što dovodi do kvara opreme i ozbiljnih sigurnosnih nesreća. Čak i za pomoćne dijelove, izračun opterećenja i-procjena kratkotrajnog životnog vijeka moraju se izvršiti prije zamjene.

