Q960D وQ690D كلاهما عبارة عن فولاذ هيكلي محلي-سبائكي عالي القوة-ويتمتع بنفس درجة الجودة "D" (يستوفي متطلبات متانة الصدمات عند -20 درجة )، ولكن هناك فجوات واضحة في مستويات القوة. وتؤدي هذه الثغرات أيضًا إلى اختلافات في التركيب الكيميائي ومتطلبات المعالجة وسيناريوهات التطبيق والجوانب الأخرى.
التركيب الكيميائي
يتحكم كلا الفولاذين بشكل صارم في الشوائب الضارة لضمان المتانة، ولكن Q960D لديه تحكم أكثر صرامة في محتوى الفوسفور والكبريت ليتناسب مع قوته الفائقة-، ويتم تحسين نسبة عناصر السبائك بشكل أكبر.
| عنصر | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| الكربون (ج) | أقل من أو يساوي 0.20% | 0.18%-0.28% |
| السيليكون (سي) | أقل من أو يساوي 0.80% | 0.20%-0.80% |
| المنغنيز (من) | أقل من أو يساوي 2.00% | 1.20%-1.80% |
| الفوسفور (ف) | أقل من أو يساوي 0.025% | أقل من أو يساوي 0.025% |
| الكبريت (S) | أقل من أو يساوي 0.015% | أقل من أو يساوي 0.015% |
| عناصر سبائك | يحتوي على Cr (أقل من أو يساوي 1.50%)، Ni (أقل من أو يساوي 2.00%)، Mo (أقل من أو يساوي 0.70%) وعناصر أخرى لتعزيز القوة، ويضيف Nb وTi وعناصر أخرى لتنقية الحبوب | يحتوي على Cr (0.30%-0.60%)، Mo (0.20%-0.40%) وعناصر أخرى، ويتم إضافة عناصر السبائك الدقيقة مثل Nb وTi لتحقيق التوازن بين القوة والمتانة. |
الخواص الميكانيكية
الفرق الأساسي بين الاثنين يكمن في قوة الخضوع. ينتمي Q960D إلى الفولاذ-عالي القوة-الفائق، بينما ينتمي Q690D إلى الفولاذ-عالي القوة. تختلف مؤشرات الأداء المحددة تمامًا:
| مؤشر الأداء | Q960D | Q690D |
|---|---|---|
| قوة العائد | أكبر من أو يساوي 960MPa (للسمك أقل من أو يساوي 50 مم) | أكبر من أو يساوي 690 ميجا باسكال (للسمك أقل من أو يساوي 16 مم؛ أكبر من أو يساوي 630 ميجا باسكال عندما يزيد السمك إلى 100 مم) |
| قوة الشد | 980 - 1150ميغاباسكال | 730 - 900ميغاباسكال |
| استطالة | أكبر من أو يساوي 10% | أكبر من أو يساوي 16% |
| صلابة التأثير | يلبي متطلبات اختبار التأثير عند -20 درجة، مع مقاومة ممتازة للكسر الهش | طاقة التأثير أكبر من أو تساوي 34J عند -20 درجة، وقدرة رائعة على مقاومة الكسر في درجات الحرارة المنخفضة- |
| أداء التعب | تؤدي قوة الإنتاجية العالية إلى انخفاض معدل نمو شقوق الكلال، ومقاومة أفضل للحمل المتناوب | أداء جيد ضد-الإجهاد، والذي يمكنه تلبية متطلبات سيناريوهات الحمل الديناميكي العامة (عمر الإرهاق أكبر من أو يساوي 2×10⁶ مرات وفقًا لمعيار ISO 12107) |
متطلبات المعالجة واللحام
الاختلافات في القوة والبنية تجعل صعوبة المعالجة ومعلمات العملية متميزة:
- Q960D: يتم تسليمه في حالة مروية وخفف. بالنسبة للألواح السميكة التي يزيد سمكها عن 30 مم، يلزم التسخين المسبق قبل القطع باللهب لتجنب تصلب المنطقة-المتأثرة بالحرارة. عند اللحام، يجب التحكم بشكل صارم في مكافئ الكربون. على الرغم من أن تصميم تركيبته يأخذ في الاعتبار قابلية اللحام، إلا أن درجة حرارة التسخين المسبق للحام الأعلى والتحكم الأكثر دقة في مدخلات الحرارة لا تزال مطلوبة لمنع تشققات اللحام.
- Q690D: يمكن تسليمه في حالات متعددة مثل الدرفلة على الساخن والتطبيع وTMCP. أداء اللحام أكثر توازناً، مع ما يعادل الكربون أقل من أو يساوي 0.65%. إنها مناسبة للحام القوسي واللحام المحمي بالغاز وغيرها من العمليات. عملية اللحام تقليدية نسبيًا، ومعدل اللحام المؤهل يزيد عن 98%.
سيناريوهات التطبيق
يتم التمييز بين حقول التطبيق وفقًا لمتطلبات تحمل التحميل واعتبارات التكلفة:
- Q960D: يُستخدم بشكل أساسي في تحميل المفاتيح-على المكونات ذات متطلبات القوة العالية. على سبيل المثال، يتم استخدامه للدعامات الهيدروليكية لمناجم الفحم (استبدال الفولاذ Q690 يمكن أن يقلل من وزن الدعامة الهيدروليكية الفردية بنسبة 20%)، وأبراج طاقة الرياح، ورافعات الموانئ، والأصداف المقاومة للضغط -للغواصات العميقة. يتم تطبيقه أيضًا على إطار شاحنات التعدين وغيرها من المعدات الثقيلة التي تتطلب قوة عالية وتقليل الوزن.
- Q690D: يتم استخدامه على نطاق واسع في سيناريوهات الحمل العالي-العامة. في مجال البنية التحتية، يتم استخدامه للحزم والأعمدة للمباني عالية الارتفاع-والهياكل الحاملة للأحمال الرئيسية-للجسور-الكبيرة. وفي مجال تصنيع المعدات، يتم استخدامه لهيكل المركبات الثقيلة وأسطح السفن ومكونات آلات البناء مثل الحفارات. ويمكن استخدامه أيضًا لأوعية الضغط وخطوط أنابيب النفط والغاز في مجال الطاقة.
ما هو الفرق الأساسي في الخواص الميكانيكية بين Q960D وQ690D؟
الفرق الأساسي يكمن في قوة الخضوع. Q960D عبارة عن فولاذ فائق القوة-عالي-مع قوة خضوع لا تقل عن 960 ميجا باسكال وقوة شد تتراوح من 980 ميجا باسكال إلى 1150 ميجا باسكال، ولكن استطالته أكبر من أو تساوي 10% فقط. Q690D عبارة عن فولاذ{10}}عالي القوة مع حد أدنى لمقاومة الخضوع يبلغ 690 ميجا باسكال (لسمك أقل من أو يساوي 16 مم) وقوة شد تبلغ 730 ميجا باسكال - 900 ميجا باسكال. لديها ليونة أفضل مع استطالة أكبر من أو تساوي 16%. بالإضافة إلى ذلك، يتميز Q960D بمعدل نمو أقل لشقوق الكلال ومقاومة أقوى للأحمال المتناوبة.
هل هناك اختلافات بين Q960D وQ690D في حالات التسليم وصعوبة المعالجة؟
نعم، هناك اختلافات واضحة. يتم تسليم Q960D بشكل أساسي في حالة مسقية ومخففة لضمان قوته- العالية للغاية واتساق هيكله. بالنسبة للألواح السميكة، فإن التسخين المسبق مطلوب أثناء القطع، والتحكم الصارم في مدخلات الحرارة ضروري أثناء اللحام لتجنب الشقوق. يتمتع Q690D بحالات تسليم أكثر مرونة، بما في ذلك الدرفلة على الساخن، والتطبيع، وTMCP، وما إلى ذلك. وعمليات القطع واللحام الخاصة به أكثر تقليدية، ولا تتطلب معلمات عملية صارمة للغاية، وبالتالي فإن صعوبة المعالجة الإجمالية أقل من تلك الخاصة بـ Q960D.
في مجال الآلات الهندسية، متى يكون من الأنسب اختيار Q960D بدلاً من Q690D؟
يُفضل Q960D عندما يكون للمعدات متطلبات صارمة لتقليل الوزن أثناء تحمل الأحمال العالية. على سبيل المثال، عند تصنيع الدعامات الهيدروليكية لمناجم الفحم وأذرع رافعة الموانئ، فإن استخدام Q960D بدلاً من Q690D يمكن أن يقلل من وزن المعدات بحوالي 20% تحت نفس قدرة تحمل الحمولة-، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة ومرونة التشغيل للمعدات بشكل كبير. ومع ذلك، إذا كان الجهاز يحتاج فقط إلى تلبية متطلبات التحميل العامة العالية- وكانت الميزانية محدودة، فإن Q690D يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة-.
هل هناك اختلافات في نطاق تطبيق Q960D وQ690D في مجال الطاقة؟
تركيزات تطبيقهم مختلفة. يتم استخدام Q960D بشكل رئيسي للمكونات الرئيسية ذات الضغط العالي-والقوة العالية-، مثل أوعية الضغط العالي-في مجال الطاقة والأجزاء الحاملة للحمل الأساسي-من أبراج طاقة الرياح. يتم استخدام Q690D على نطاق أوسع في معدات الطاقة التقليدية نسبيًا، مثل مكونات أبراج طاقة الرياح الشائعة، وخطوط أنابيب النفط والغاز، و-صهاريج التخزين ذات درجات الحرارة المنخفضة. ويمكنه تلبية متطلبات القوة والمتانة-في درجات الحرارة المنخفضة لمعدات الطاقة العامة دون تكاليف تصنيع باهظة.
لماذا يتمتع Q960D بتحكم أكثر صرامة على عناصر السبائك مقارنة بـ Q690D؟
لأن Q960D يحتاج إلى تحقيق قوة إنتاجية أعلى بكثير من Q690D. فهو لا يتحكم في محتوى C وSi وMn فحسب، بل يضيف أيضًا نسبًا أعلى من Cr وNi وMo لتعزيز قوة الفولاذ من خلال تقوية المحاليل الصلبة وتقوية الترسيب. وفي الوقت نفسه، تتم إضافة عناصر مثل Nb وTi لتنقية الحبوب، مما يمكن أن يعوض انخفاض الصلابة الناتج عن تحسين القوة. يحتاج Q690D فقط إلى تحقيق التوازن بين القوة العالية العامة وقابلية المعالجة، وبالتالي فإن نوع ونسبة عناصر السبائك تكون معتدلة نسبيًا.