Q890EinQ960Esta visoko{0}}nizko{1}}legirana strukturna jekla razreda E. Črka »E« pomeni, da morata izpolnjevati zahteve glede udarne žilavosti pri -40 stopinjah, zaradi česar sta primerna za nizke temperature in težke delovne pogoje. Vendar pa obstaja precejšnja vrzel 70 MPa v njihovi meji tečenja, kar nadalje vodi do razlik v kemični sestavi, proizvodnih procesih, zahtevah glede predelave in področjih uporabe.


Mehanske lastnosti jedra
Najbolj temeljna razlika med obema je v njunih stopnjah trdnosti, njuni indikatorji žilavosti pa so tudi rahlo prilagojeni, da ustrezajo njuni moči. Posebni parametri so naslednji:
| Indikator mehanskih lastnosti | Q890E | Q960E |
|---|---|---|
| Najmanjša meja tečenja (manjša ali enaka 50 mm plošči) | Večji ali enak 890MPa | Večji ali enak 960MPa |
| Razpon natezne trdnosti | 930 - 1150MPa | 980 - 1150MPa |
| Energija udarca -40 stopinj | Večji ali enak 27J | Večji ali enak 27J (nekateri standardi zahtevajo Večji ali enak 34J) |
| Raztezek | Večji ali enak 10 % | Večji ali enak 9 % |
Q960E dosega višjo trdnost stropa, vendar je njegov raztezek nekoliko nižji kot pri Q890E. To je tipičen kompromis-pri oblikovanju-jekla visoke trdnosti. Medtem lahko oba ohranita dobro žilavost pri -40 stopinjah, kar je veliko boljše od jekel razreda D- (-20-stopinjski udar) in sta še posebej primerna za alpske regije ali delovne pogoje pri nizkih temperaturah, kot so polarne vetrne elektrarne in naftne vrtalne ploščadi na velikih zemljepisnih širinah.
Kemična sestava in proizvodni proces
Razlike v moči so zakoreninjene v razlikah v njihovih kemijskih sestavah in proizvodnih procesih, ki so zasnovani tako, da dosežejo njihovo posamezno zmogljivost.
- Kemična sestava: Oba strogo nadzorujeta vsebnost ogljika, da zagotovita varljivost, s Q890E manj kot ali enako 0,20 % in Q960E manj kot ali enako 0,18 %. Kar zadeva zlitine, ima Q960E natančnejše in visoko-razmerje zmogljivosti. Dodaja primerno količino niklja (manj kot ali enako 0,9 %) in nadzoruje niobij (0,04 %-0,06 %) za izboljšanje kaljivosti in žilavosti; Q890E se v glavnem zanaša na sinergistični učinek niobija, vanadija in titana za utrjevanje padavin z nižjo vsebnostjo plemenitih zlitin, kar pomaga nadzorovati stroške. Oba imata izjemno strog nadzor nad škodljivimi nečistočami, pri čemer je vsebnost fosforja in žvepla manjša ali enaka 0,015 %.
- Proizvodni proces: Q890E sprejme postopek taljenja v pretvorniku/električni peči + rafiniranje v peči LF + vakuumsko razplinjevanje, čemur sledita kontrolirano valjanje in nadzorovano hlajenje ter končno kaljenje (880 - 920 stopnja) in popuščanje (550 - 650 stopnja). Ta postopek uravnoteži moč in sposobnost obdelave. Q960E ima strožje zahteve. Uporablja tehnologijo vakuumskega razplinjevanja za doseganje standarda "ultra-čistega jekla" (skupne nečistoče manj kot ali enake 0,05 %). Njegova toplotna obdelava je kaljenje pri visoki-temperaturi (900 - 950stopnja) in popuščanje pri nizki-temperaturi (200 - 300stopnja), ki tvori stabilno strukturo kaljenega martenzita za zagotovitev ultra-visoke trdnosti, vendar sta težava pri nadzoru procesa in poraba energije bistveno višja.
Zahteve za obdelavo
Zaradi razlik v lastnostih materialov so njihovi pragovi obdelave precej različni, zlasti pri varjenju in oblikovanju povezav, ki so ključne za inženirske aplikacije.
- Varjenje: Q890E ima ekvivalent ogljika Manjši ali enak 0,50 %, temperatura predgretja za varjenje pa je 150 - 200 stopinj. Priporočeni vnos toplote je pod 80kJ/cm. Na splošno je obdelava z vodikom po-varjenju potrebna samo za ključne komponente. Q960E ima višje zahteve. Temperaturo predgretja je treba nadzorovati pri 150 - 200 stopinjah, energija varilne linije pa je strogo omejena na 15 - 25kJ/cm, da se prepreči mehčanje toplotno-prizadetega območja. Poleg tega je treba uporabiti materiale za varjenje z nizko-vodikom in visoko{15}}trdnostjo, toplotna obdelava z vodikom po-odstranjevanju vodika pa je obvezna za vse-nosilne komponente, da se preprečijo hladne razpoke.
- Oblikovanje in rezanje: Q890E je mogoče plamensko-rezati, hladno krivljenje pa je mogoče izvesti za plošče, manjše ali enake 20 mm, s polmerom upogibanja 3 - 4-kratne debeline plošče. Q960E ni primeren za plamensko rezanje, ker je nagnjen k širjenju toplotnega-območja. Priporočljivo je lasersko ali plazemsko rezanje. Njegov polmer hladnega upogiba mora biti večji ali enak 6-kratni debelini plošče, vroče upogibanje pa je potrebno za kompleksne komponente, da se prepreči razpokanje zaradi velike krhkosti.
Inženirska področja uporabe
Njihova izrazita zmogljivost in značilnosti obdelave jasno določajo njihove meje uporabe, s Q890E kot stroškovno{1}}učinkovito izbiro in Q960E kot vrhunsko-možnostjo.
- Q890E: Je glavno jeklo z visoko-trdnostjo v scenarijih s-do-visokimi obremenitvami, s poudarkom na stroškovni-zmogljivosti. Široko se uporablja v rokah 800-tonskih žerjavov, ogrodju nakladalnikov, hidravličnih nosilcih srednje{10}}velikih premogovnikov in povezovalnih delih vetrnih elektrarn. Uporablja se na primer v okvirju roke gasilske lestve, ki lahko zmanjša težo okvirja roke za 15 % v primerjavi s Q690E, hkrati pa izpolnjuje zahteve glede nosilnosti, njegovi stroški obdelave pa so relativno nizki, primerni za množično proizvodnjo splošnih inženirskih strojev.
- Q960E: Je osnovni material za ekstremne obremenitve in lahke scenarije, z nenadomestljivo vrednostjo v-opremi višjega cenovnega razreda. Uporablja se v glavni roki 1200-tonskih žerjavov za vse-terene (kot je Zoomlion ZAT12000H, ki uporablja 28 mm Q960E za zmanjšanje teže za 15 ton), žlici super-velikih bagrov in karoseriji lahkih oklepnih vozil. V ultra{11}}visokih-zgradbah se uporablja za velikanske nosilne stebre, ki lahko zmanjšajo-površino preseka stebrov in povečajo uporaben prostor. Uporablja se tudi za strukturne dele opreme za-globokomorsko raziskovanje, ki lahko prenese ultra-visok pritisk in nizkotemperaturna okolja.
Tržni vzorec in stro-korist
Razlike v tehnologiji in uporabi določajo njihov poseben položaj na trgu.
- Proizvodna zmogljivost: Q890E ima zrelo proizvodno tehnologijo. Večje domače jeklarne, kot sta Baosteel in Angang, imajo stabilno proizvodno zmogljivost z letno domačo proizvodnjo približno 300.000 ton, kar lahko zadovolji -obsežno povpraševanje industrije inženirskih strojev. Proizvodnja Q960E ima visoke tehnične ovire, le nekaj podjetij, kot je Wuyang Iron and Steel, ga lahko stabilno-proizvaja množično, z letno proizvodnjo le približno 50.000 ton, kar pa primanjkuje na-poljih višjega cenovnega razreda.
- Stroški in koristi: Cena Q960E je približno 40 %-60 % višja od cene Q890E. Visoki stroški izvirajo iz dragocenih zlitin in natančnih postopkov toplotne obdelave. Vendar pa lahko njegova lahka prednost bistveno izboljša učinkovitost opreme. Na primer, karoserija oklepnega vozila, izdelana iz Q960E, lahko zmanjša težo za 40 %, hkrati pa zagotavlja zaščitno delovanje in izboljša njegovo mobilnost. Q890E zmanjša nabavne stroške podjetij ob predpostavki izpolnjevanja osnovnih zahtev glede visoke trdnosti in je primeren za projekte s tesnimi proračuni in velikim povpraševanjem.
Kateri so ključni dejavniki pri izbiri med Q890E in Q960E pri izdelavi komponent stolpov za polarni veter?
Ključni dejavniki so zahteve glede nosilnosti-in nadzor stroškov. Če gre za srednje{2}}obremenitvene povezovalne dele 5 MW in manj vetrnih turbin, je Q890E stroškovno-učinkovitejši. Njegova meja tečenja lahko izpolni zahteve glede obremenitve vetra in obremenitve ledu, stroški obdelave in varjenja pa so nižji, kar je primerno za serijsko gradnjo. Za glavne{8}}nosilne nosilce 10 MW in več velikih vetrnih turbin v polarnih območjih je prednost Q960E. Njegova večja trdnost lahko zmanjša debelino nosilcev za 10%-15% in lahko ohrani stabilno žilavost pri -40 stopinjah, pri čemer se izogne krhkemu lomu, ki ga povzročijo ekstremne temperaturne spremembe.
Katere tehnične težave je treba rešiti pri zamenjavi Q890E s Q960E pri nadgradnji rok žerjava?
Potrebne so tri ključne tehnične prilagoditve. Prvič, pri varjenju preklopite na varilne materiale z nizko-veliko{2}}trdnostjo vodika, strogo nadzorujte vnos toplote znotraj 15-25kJ/cm in povečajte temperaturo predgretja na 150-200 stopinj, da preprečite razpoke v območju, ki ga prizadene toplota. Drugič, pri oblikovanju razširite polmer hladnega upogibanja na več kot 6-kratno debelino plošče (v primerjavi s 3-4-kratno za Q890E), da preprečite razpoke med postopkom hladnega upogibanja. Na koncu dodajte toplotno obdelavo za odstranitev vodika po varjenju pri 550-600 stopinjah, da odpravite preostale napetosti in zagotovite odpornost ogrodja na utrujenost pod cikličnimi obremenitvami.
Ali se Q890E lahko uporablja namesto Q960E pri nujnem vzdrževanju rudarske opreme? Kakšna tveganja obstajajo?
Uporablja se lahko le kot začasna zamenjava za ne-neosnovne pomožne dele, kot je zaščitna ograja okvirja rudarskega bagra. Za nosilne-dele nosilnih delov, kot sta roka bagra in hidravlični podporni steber, je zamenjava strogo prepovedana. Tveganje je, da je meja tečenja Q890E 70MPa nižja kot pri Q960E. Pri ultra-velikih udarnih obremenitvah, kot je izkopavanje rude, lahko povzroči deformacijo ali celo zlom komponent, kar vodi do okvare opreme in resnih varnostnih nesreč. Tudi za pomožne dele je treba pred zamenjavo opraviti izračun obremenitve-in oceno kratkoročne življenjske dobe.

