Q460EjaQ500Eon mõlemad madala -legeeritud kõrgtugeva- konstruktsiooniterased, mis vastavad -40 kraadi madalal temperatuuril-löögikindluse nõudele (märgitud E-klassiga). 40 MPa vahe nende voolavuspiiris jagab nende jõudluse positsioneerimise, mis põhjustab erinevusi keemilise koostise optimeerimises, töötlemisraskustes ja rakendusstsenaariumides. Esimene on kulutõhus-valik kesk-kõrgtugevate rakenduste jaoks, samas kui teine on eelistatud materjal stsenaariumide jaoks, mis nõuavad suuremat tugevust ja kergeid efekte.


Põhilised jõudlusnäitajad
Põhiline erinevus nende kahe vahel seisneb nende tugevuse tasemetes ja teistes mehaanilistes omadustes on vastavaid kohandusi, et kooskõlastada nende tugevuspositsiooniga. Konkreetsed parameetrid on järgmised:
| Mehaaniliste omaduste indikaator | Q460E | Q500E |
|---|---|---|
| Minimaalne tootlikkuse tugevus | Suurem või võrdne 460 MPa | Suurem või võrdne 500 MPa |
| Tõmbetugevuse vahemik | 550 - 720MPa | 630 - 800MPa |
| -40 kraadi löögienergia | Suurem või võrdne 27J | Suurem või võrdne 27 J (tegelikud tooted võivad ulatuda 52 J) |
| Pikendamine | 17% või suurem | 18% või suurem |
Q500E-l on ilmsed eelised nii voolavuspiiri kui ka tõmbetugevuse osas. Üllataval kombel on selle pikenemine veidi suurem kui Q460E omal, mis katkestab tavapärase tugevuse ja plastilisuse vahelise-kaubanduse. Selle põhjuseks on selle rafineeritum sulamite suhe ja täiustatud tootmisprotsess. Mõlemad suudavad säilitada stabiilse vastupidavuse -40 kraadi juures, mistõttu sobivad need madala-temperatuuriga vabaõhuprojektide jaoks-alpi põhjapoolsetes piirkondades ja kõrgmäestikualadel.
Keemiline koostis ja tootmisprotsess
Tugevuse erinevuse põhjuseks on peamiselt keemilise koostise optimeerimine ja tootmisprotsessi ajakohastamine. Nendel kahel terasel on oma vastavate jõudluseesmärkide saavutamiseks erinevad disainiideed:
- Keemiline koostis: Mõlemad kontrollivad rangelt süsinikusisaldust (vähem kui 0,20%), et tagada keevitatavus. Võtmeelementide osas: Q460E mangaanisisaldus on alla 1,80% või sellega võrdne ning sulamielementide, nagu kroom ja nikkel, sisaldus on suhteliselt madal (kroom Vähem või võrdne 0,30%, nikkel Vähem või võrdne 0,80%). See tugineb peamiselt nioobiumi, vanaadiumi ja titaani sünergilisele mõjule materjali tugevdamiseks madalate tootmiskuludega. Q500E mangaanisisaldus on kõrgem (kuni 2,00%) ja see suurendab sobivalt suure jõudlusega sulamielementide osakaalu (kroom kuni 1,50%, nikkel kuni 2,00%). Need elemendid võivad samal ajal suurendada terase tugevust ja sitkust. Lisaks kontrollivad mõlemad rangelt kahjulikke lisandeid, mille väävli- ja fosforisisaldus on üldiselt 0,025% või väiksem.
- Tootmisprotsess: Q460E kasutab tavaliselt TMCP-d (termo-mehhaaniline juhtimisprotsess) ja seda saab täiendada ka lihtsa keevisõmbluse{2}}pinge leevendamisega. Näiteks keevitatud torude valmistamisel võetakse pärast keevitamist kasutusele 580 - 620 kraadi pingevaba lõõmutamisprotsess. Protsess on küps ja tootmise efektiivsus kõrge. Q500E-l on kõrgemad nõuded. TMCP protsessi põhjal vajab see valtsimise ja jahutamise etapis täpsemat temperatuuri reguleerimist. Mõned tootjad kasutavad ka karastamise ja karastamise protsessi, et veelgi parandada materjali tugevust ja plastilisust. See täpne protsessi juhtimine tagab, et Q500E saavutab suurema tugevuse ilma sitkust ohverdamata.
Töötlemise jõudlus
Materjali omaduste erinevused toovad kaasa erinevad nõuded keevitus-, vormimis- ja muudele töötlemislülidele, mis mõjutavad otseselt ehituse keerukust ja maksumust:
- Keevitamine: Q460E süsiniku ekvivalent on 0,53% või väiksem, mida on lihtne keevitada. Kahe-traadiga sukelkaarkeevitusprotsessi kasutamisel tuleb eelsoojendustemperatuuri reguleerida ainult 120 - 150 kraadi juures ja mitte-oluliste komponentide jaoks pole vaja keerulist keevitusjärgset-kuumtöötlust. Q500E-l on suurem sulamisisaldus, mistõttu tuleb keevitamisel kasutada madala-vesinikusisaldusega keevitusmaterjale. Eelsoojendustemperatuuri tuleks tõsta 150 - 180 kraadini ja keevitussoojuse sisendit tuleks rangelt kontrollida, et vältida kuumuse mõjuala{12}}pehmenemist. Kandvate{14}}komponentide puhul on keevituskvaliteedi tagamiseks tavaliselt vaja keevitusjärgset-vesiniku eemaldamist.
- Moodustamine: Q460E saab moodustada tavaliste valtsimis- ja painutusprotsessidega. Plaatide puhul, mille paksus on 20 mm või sellega võrdne, saab külmpainutada otse ja painutusraadius on umbes 3 - 4 korda suurem kui plaadi paksus. Q500E-l on suurem tugevus ja veidi suurem vormimiskindlus. Külmpainutamisel on vajalik suurem painderaadius ning paksude plaatide või keerukate kujundite puhul on soovitatav kasutada kuumvormimist, et vältida pragude tekkimist materjali pinnal.
Rakendusväljad
Toimivuse ja töötlemiskulude erinevuste tõttu on need kaks terast oma kasutusvaldkondades kujundanud selged piirid: Q460E keskendub kulutõhusatele-stsenaariumidele ja Q500E tipptasemel-kergetele stsenaariumidele:
- Q460E: seda kasutatakse laialdaselt üldiselt kõrge{0}}inseneri valdkondades, kus on suur nõudlus ja kõrge kulutundlikkus. Näiteks kasutatakse seda söekaevanduste hüdrauliliste tugede valmistamiseks. Võrreldes traditsiooniliste materjalidega saab tugede kasutusiga pikendada 40% võrra; seda kasutatakse ka 2,5 MW ja suuremate tuuleturbiinide tornide puhul, mis võib vähendada terase tarbimist 22% võrreldes Q345 terasega; lisaks kasutatakse seda 50-tonniste kraanade nooledes ja suure sildade sildade kooreelementides, tasakaalustades jõudlust ja kulusid.
- Q500E: seda kasutatakse peamiselt kõrgekvaliteedilistes{0}}seadmetes ja võtmeprojektides, mille eesmärk on kõrge tugevus ja kerge kaal. Näiteks Sany Heavy Industry'i ekskavaatori SY950H nool on valmistatud Q500E terastorust, mis vähendab kaalu 15% võrreldes eelmise põlvkonna Q460E tootega ja parandab töö efektiivsust 8% võrra; Hongkongi-Zhuhai-Macao silla muuli sammaste kaitsesüsteemis tagab selle suurepärane tuuletakistus konstruktsiooni stabiilsuse; seda kasutatakse ka avamere tuuleenergiaprojektide toruhunnikuna ja selle kasutusiga võib koos spetsiaalse kattega ulatuda 30 aastani.
Milliseid tegureid tuleks Q460E ja Q500E vahel valides arvestada tuuleelektritornide ehitamisel põhjapoolsetesse alpipiirkondadesse?
Võtmetegurid on tuuleturbiini võimsus ja kulueelarve. 5MW ja väiksema võimsusega tuuleturbiinide puhul on Q460E kulutõhusam-. Selle voolavuspiir vastab täielikult väikeste ja keskmise suurusega{5}}tuulikute tuule- ja jääkoormuse nõuetele ning selle arenenud keevitusprotsess võib ehituskulusid vähendada. 8MW ja suuremate tuuleturbiinide jaoks on Q500E parem. Selle suurem tugevus võib vähendada torni seina paksust, vähendada torni kogukaalu, vähendada mägipiirkondades transportimise ja paigaldamise raskusi ning selle suurepärane vastupidavus madalal temperatuuril{10}}tuleb pikka aega toime karmi külma keskkonnaga.
Millised probleemid võivad tekkida, kui suurte ekskavaatorite poomi valmistamiseks kasutatakse Q500E asemel Q460E?
Tekib kaks suurt ohtu. Esiteks ebapiisav kandevõime-. Suurte ekskavaatorite poom peab vastu pidama tohututele kaevejõududele. Q460E voolavuspiir on 40 MPa madalam kui Q500E. Pikaajaline-kasutamine võib põhjustada noole deformatsiooni või isegi purunemist. Teiseks suutmatus saavutada kerget efekti. Suurte ekskavaatorite originaalkonstruktsioonis on kasutatud Q500E kaalu vähendamiseks. Selle asendamine Q460E-ga tähendab noole paksuse suurendamist, et see vastaks tugevusnõudele, mis suurendab ekskavaatori kogumassi, vähendab selle töö paindlikkust ja kütusesäästlikkust ning mõjutab isegi muude komponentide sobitamist.
Miks on Q500E tegelik löögienergia madalal{0}}temperatuuril palju suurem kui standardne nõue, samas kui Q460E vastab põhimõtteliselt standardile?
Põhjus peitub tootmise positsioneerimise ja protsessiinvesteeringute erinevuses. Q500E on paigutatud tipptasemel-võtmeprojektidesse, kus ohutuslävi on kõrgem. Tootjad optimeerivad sulamite vahekorda, lisavad rohkem nikli- ja kroomielemente ning võtavad kasutusele täpse vaakumdegaseerimise tehnoloogia, et vähendada lisandite sisaldust, parandades seeläbi vastupidavust madalal temperatuuril{4}}, mis ületab oluliselt standardit. Q460E on positsioneeritud kulusäästliku-tootena. Selle tootmine keskendub põhijõudluse ja kulude tasakaalustamisele. See peab vastama minimaalsele löögienergia standardile tavapärase mikrolegeerimise ning kontrollitud valtsimis- ja jahutusprotsesside kaudu, mis vastavad üldprojektide vajadustele, kontrollides samal ajal tootmiskulusid.

