Q500E inQ550E sta nizko-legirana visoko{1}}konstrukcijska jekla stopnje E na Kitajskem, ki lahko ohranijo zanesljivo udarno žilavost pri -40 stopinjah in se pogosto uporabljajo pri različnih ključnih projektih in proizvodnji opreme. Zaradi vrzeli v meji tečenja 50 MPa imajo subtilne razlike v deležu kemične sestave, nadzoru natančnosti postopka, stroških in scenarijih uporabe.


Kemična sestava
Obe jekli uporabljata nizko-ogljično zasnovo in se zanašata na mikro-elemente zlitin za izboljšanje učinkovitosti, vendar ima Q550E bolj rafiniran delež elementov zlitin za doseganje večje trdnosti. Konkretne primerjave so naslednje:
| Element | Q500E | Q550E |
|---|---|---|
| Ogljik (C) | 0.10%-0.20% | Manj ali enako 0,18 % |
| Silicij (Si) | Manj ali enako 0,50 % | Manj ali enako 0,6 % |
| Mangan (Mn) | Manj ali enako 1,70 % | Manj ali enako 2,00 % |
| fosfor (P) | Manj ali enako 0,025 %–0,030 % | Manj ali enako 0,025 % |
| Žveplo (S) | Manj ali enako 0,015 %–0,025 % | Manj ali enako 0,02 % |
| Elementi iz mikro{0}}zlitin | Nb Manjši ali enak 0,06 %, V Manjši ali enak 0,12 %, Ti Manjši ali enak 0,05 %, ki izboljšujejo zrna ter izboljšujejo trdnost in žilavost s precipitacijsko krepitvijo | Nb Manjši ali enak 0,060 %, V Manjši ali enak 0,120 %, Ti Manjši ali enak 0,20 %, z višjo vsebnostjo Ti in ojačitveni učinek elementov iz mikro-zlitin je izrazitejši |
| Drugi legirani elementi | Cr Manj ali enako 1,5 %, Ni Manj kot ali enako 2,0 %, kar poveča odpornost proti koroziji in nizko{2}}temperaturno žilavost | Cr Manjši ali enak 1,20 %, Ni Manjši ali enak 0,30 %, Cu Manjši ali enak 0,30 %, z dodanim Mo Manjšim ali enakim 0,10 % za dodatno izboljšanje visoko-temperaturne trdnosti |
Mehanske lastnosti
Glavna razlika med obema je v meji tečenja. Q550E ima večjo trdnost, medtem ko ima Q500E boljšo duktilnost in žilavost. Specifični kazalniki mehanskih lastnosti so naslednji:
| Indikator uspešnosti | Q500E | Q550E |
|---|---|---|
| Meja tečenja | Večji ali enak 500 MPa (za debelino manj kot ali enako 50 mm) | Večji ali enak 550 MPa (za debelino manj kot ali enako 50 mm) |
| Natezna trdnost | 580 - 780MPa | 600 - 800MPa |
| Raztezek | Večji ali enak 17 % | Večji ali enak 16 % |
| Udarna žilavost | Večji ali enak 27J pri -40 stopinjah (vzdolžno), nekateri izdelki lahko dosežejo večji ali enak 47J | Večji ali enak 34J pri -40 stopinjah |
| Upogibna zmogljivost | Najmanjši premer krivljenja je 4-kratna debelina plošče | Premer stiskalne glave je 3-krat večji od debeline plošče, upogibna zmogljivost pa je odlična |
Proizvodni in predelovalni procesi
Oba lahko sprejmeta termo-mehanski nadzorni postopek TMCP ali postopek kaljenja in popuščanja, vendar ima Q550E strožje zahteve glede procesnih parametrov za zagotavljanje stabilne visoke trdnosti:
- Q500E: Lahko se proizvaja samo s postopkom TMCP. Pri uporabi postopka kaljenja in popuščanja je temperatura kaljenja 880 - 920 stopinj, temperatura popuščanja pa 550 - 650 stopinj. Zahteve za nadzor temperature so razmeroma ohlapne. Razpon nihanja mehanskih lastnosti je mogoče nadzorovati znotraj ±20 MPa s pomočjo tehnologije nadzorovanega valjanja in hlajenja. Njegova temperatura predgretja pri varjenju je 150 - 200 stopinj, trdnost varilnega spoja pa lahko doseže več kot 95 % osnovne kovine.
- Q550E: Pogosto se opira na kombinacijo mikro-zlitin ter postopkov kaljenja in popuščanja. Nadzor stopenj ogrevanja in hlajenja v proizvodnem procesu je natančnejši, da se prepreči zmanjšanje učinkovitosti zaradi neenakomerne strukture. Primeren je za različne metode varjenja, kot sta ročno obločno varjenje in varjenje pod praškom. Čeprav ima dobro varilno zmogljivost, mora zaradi svoje večje trdnosti nameniti več pozornosti nadzoru vnosa toplote med varjenjem, da preprečite mehčanje toplotno-prizadetega območja.
Scenariji uporabe
Pri uporabi se ta dva razlikujeta glede na zahteve glede trdnosti in stroškov. Q500E se pogosto uporablja v splošnih visoko{2}}poljih trdnosti, medtem ko je Q550E bolj nagnjen k-komponentam visoke napetosti:
- Q500E: Ima visoko razmerje med stroški in učinkovitostjo in se pogosto uporablja na številnih področjih. V inženirskih strojih se uporablja za izdelavo ogrodja bagra SY950H, ki lahko zmanjša težo za 15 % v primerjavi z materialom Q460. Pri gradnji mostov se uporablja za tetive in mreže mostov z dolgim-razponom, kot so pomožne strukture mostu Hong Kong-Zhuhai-Macao. Na področju nove energije se uporablja kot kup jeklenih cevi pri projektih vetrne elektrarne na morju, njegova življenjska doba pa lahko doseže 30 let s protikorozijsko prevleko.
- Q550E: Primeren je za sestavne dele z večjimi obremenitvami. V gradbeništvu se uporablja kot osrednji nosilni-ogrodje super visokih-poslovnih zgradb za zmanjšanje količine uporabljenega jekla in razširitev notranjega prostora. Na področju inženirskih strojev se uporablja za izdelavo rok velikih bagrov, ki prenašajo pogoste udarne obremenitve. V ladjedelništvu se uporablja za dele trupa, ki se morajo upreti udarcem valov in ledenih blokov, kar zagotavlja varnost ladij v težkih morskih razmerah.
Proizvodni stroški in stanje na trgu
- Q500E: Proizvodni proces je zrel. Postopek TMCP lahko zmanjša povpraševanje po toplotni obdelavi. Večina srednjih in velikih jeklarn ga lahko stabilno proizvaja. Tržna ponudba je zadostna, cena pa razmeroma stabilna, na splošno okoli 8000 - 10000 juanov/tono. To je glavno jeklo visoke-trdnosti na trgu.
- Q550E: Ima višje zahteve glede deleža legiranih elementov in natančnosti postopka. Stroški zlitin in toplotne obdelave so višji. Njegova tržna cena je približno 10 % - 20 % višja od cene Q500E. Trenutno ga proizvajajo predvsem ključne jeklarne, kot je Wuyang Iron and Steel. Tržno povpraševanje je koncentrirano-v proizvodnji vrhunske opreme, obseg povpraševanja pa je nekoliko manjši kot pri Q500E.
Kateri je primernejši med-Q500E in Q550E pri nizkotemperaturnih inženirskih projektih v alpskih regijah in zakaj?
Izbira je odvisna od specifičnih-zahtev glede nosilnosti. Če gre za splošen konstrukcijski del, kot je pomožna podpora mostu, je primernejši Q500E. Ima odlično udarno žilavost pri -40 stopinjah in boljšo duktilnost, ki lahko prepreči krhek zlom pri nizkih-temperaturnih pogojih. Če gre za ključno obremenitveno-komponento, kot je glavni nosilec velikega-razponskega mostu v alpskem območju, je prednost Q550E. Ne le izpolnjuje zahteve glede žilavosti pri nizkih-temperaturah, ampak ima tudi višjo mejo tečenja, ki lahko bolje prenese skupno obremenitev krčenja pri nizkih temperaturah in pritiska vozila.
Kakšne so razlike v težavnosti obdelave Q500E in Q550E pri proizvodnji delov inženirskih strojev?
Q500E je lažji za obdelavo. Njegova stopnja raztezka, ki je večja od ali enaka 17 %, onemogoča pokanje med upogibanjem in rezanjem. Pri izdelavi splošnih rok žerjava lahko običajna oprema za obdelavo zaključi oblikovanje. Q550E ima nekoliko manjši raztezek. Pri obdelavi delov s kompleksnimi oblikami, kot je gibljiva roka bagra, je treba strogo nadzorovati hitrost upogibanja in stopnjo hlajenja. Pri varjenju je potrebno uskladiti posebne varilne materiale, da se zagotovi trdnost zvarnega spoja, zato so zahtevnosti obdelave in zahteve glede natančnosti višje.
Zakaj ima Q500E več prednosti na področju vetrne energije na morju kot Q550E?
Po eni strani ima polje vetrne elektrarne na morju veliko povpraševanje po jeklu, Q500E pa ima nižjo ceno, kar lahko znatno zmanjša skupne stroške projekta. Po drugi strani pa Q500E vsebuje višjo vsebnost Ni, ki ima boljšo odpornost proti koroziji v morskem okolju slane-megle. Čeprav ima Q550E večjo trdnost, je trdnost Q500E dovolj za izpolnjevanje zahtev vetrnih stolpnih cevi in jeklenih cevnih pilotov. Prednosti Q550E ni mogoče v celoti izkoristiti, zato se Q500E bolj uporablja.

