Q960EDanQ690E keduanya merupakan baja struktural berkekuatan rendah-paduan tinggi-dalam negeri dengan kualitas E, yang berarti keduanya memenuhi persyaratan ketangguhan benturan pada -40 derajat dan cocok untuk suhu rendah dan kondisi kerja yang berat. Namun, ada kesenjangan yang jelas dalam tingkat kekuatan mereka. Kesenjangan ini selanjutnya menyebabkan perbedaan nyata dalam komposisi kimia, proses produksi, persyaratan pemrosesan, dan skenario aplikasi.
Komposisi Kimia
Kedua baja tersebut mengandalkan elemen paduan untuk meningkatkan kinerja, namun Q960E memiliki kontrol yang lebih ketat terhadap kandungan karbon untuk memastikan kekuatan ultra-tinggi sekaligus menghindari kerapuhan yang berlebihan. Jenis dan proporsi elemen paduan juga lebih disempurnakan untuk menyeimbangkan kontradiksi antara kekuatan dan ketangguhan. Perbandingan komposisi spesifiknya adalah sebagai berikut:
| Elemen | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| Karbon (C) | Kurang dari atau sama dengan 0,18% | Kurang dari atau sama dengan 0,20% |
| Silikon (Si) | Kurang dari atau sama dengan 0,5% | Kurang dari atau sama dengan 0,60% |
| Mangan (Mn) | Kurang dari atau sama dengan 1,5% | Kurang dari atau sama dengan 2,00% |
| Fosfor (P) | Kurang dari atau sama dengan 0,015% | Kurang dari atau sama dengan 0,025% |
| Belerang (S) | Kurang dari atau sama dengan 0,02% | Kurang dari atau sama dengan 0,015% |
| Elemen paduan | Mengandung Nikel kurang dari atau sama dengan 0,9%, niobium 0,04%-0,06%, dan kandungan kromium serendah Kurang dari atau sama dengan 0,01%. Proporsi elemen-paduan mikro yang tepat memastikan kekuatan-yang sangat tinggi dan ketangguhan pada suhu rendah | Mengandung Kurang dari atau sama dengan 0,80% nikel, Kurang dari atau sama dengan 1,00% kromium, Kurang dari atau sama dengan 0,30% molibdenum, dan juga menambahkan elemen paduan mikro seperti niobium dan titanium untuk meningkatkan kekuatan dan kinerja pengelasan |
Sifat Mekanik
Perbedaan yang paling menonjol antara keduanya terletak pada kekuatan luluhnya. Q960E adalah baja berkekuatan-tinggi-dan Q690E adalah baja-berkekuatan tinggi. Ada juga perbedaan yang sesuai dalam kekuatan tarik, perpanjangan dan indikator lainnya:
| Indikator Kinerja | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| Kekuatan hasil | Lebih besar dari atau sama dengan 960MPa (untuk ketebalan Kurang dari atau sama dengan 50mm) | ≥690MPa (for thickness ≤50mm); ≥630MPa when thickness >100mm) |
| Kekuatan tarik | 980 - 1150MPa | 710 - 940MPa (bervariasi tergantung ketebalan) |
| Pemanjangan | Lebih besar dari atau sama dengan 12% | Lebih besar dari atau sama dengan 14% |
| Ketangguhan dampak | Energi tumbukan Lebih besar dari atau sama dengan 27J (beberapa standar memerlukan Lebih besar dari atau sama dengan 34J) pada -40 derajat | Energi tumbukan Lebih besar atau sama dengan 47J pada -40 derajat, dengan kinerja anti-patah-suhu rendah yang lebih baik |
Persyaratan Produksi dan Pemrosesan
Untuk mencapai tingkat kekuatan yang berbeda, kedua baja tersebut memiliki perbedaan yang jelas dalam kompleksitas proses produksi dan kesulitan pasca{0}}pemrosesan:
- Q960E: Ini mengadopsi konverter oksigen atau peleburan tungku listrik, dikombinasikan dengan teknologi degassing vakum untuk mencapai standar baja ultra-murni. Setelah penggulungan multi-pass, perlu melalui proses quenching pada 900 - 950 derajat dan tempering pada 200 - 300 derajat . Selama pengelasan, suhu pemanasan awal harus dikontrol pada 150 - 200 derajat , dan masukan panas harus dibatasi hingga 15 - 25kJ/cm. Saat memotong dan menekuk, radius pembengkokan dingin harus setidaknya 6 kali ketebalan pelat, dan diperlukan alat khusus untuk memotong.
- Q690E: Dapat diproduksi dengan proses tempering konvensional. Kinerja pengelasannya lebih luar biasa, dan cocok untuk proses umum seperti pengelasan busur dan pengelasan berpelindung gas. Tidak diperlukan pemanasan awal dan kontrol masukan panas yang sangat ketat selama pengelasan. Proses pemrosesan keseluruhan lebih sederhana, dan biaya pemrosesan jauh lebih rendah dibandingkan Q960E.
Skenario Aplikasi
Pilihan keduanya dalam aplikasi praktis terutama didasarkan pada-persyaratan beban dan anggaran biaya:
- Q960E: Ini terutama digunakan di bidang-kelas atas dan-permintaan tinggi. Misalnya, digunakan untuk membuat boom derek mobil bertonase besar-yang dapat mengurangi bobot boom dengan margin yang besar. Hal ini juga diterapkan pada lambung kendaraan lapis baja ringan, kolom pendukung gedung pencakar langit setinggi 1000-meter, lambung bertekanan pada platform pengeboran laut dalam, dan sekoci laut dalam. Kekuatannya yang sangat-tinggi dapat memenuhi kebutuhan menahan beban yang ekstrem dan ringan.
- Q690E: Ini banyak digunakan dalam proyek-proyek umum-tugas berat dengan kinerja biaya tinggi. Ini digunakan untuk pipa baja bertekanan di Pembangkit Listrik Tenaga Air Baihetan, beberapa bagian pipa dari Pipa Gas Alam Rute Timur Tiongkok-Rusia, komponen bogie pada-rel berkecepatan tinggi, dan penyangga hidraulik tambang batu bara. Teknologi ini dapat memenuhi persyaratan kekuatan sebagian besar-peralatan dan proyek tugas berat, dan dapat mengurangi biaya secara signifikan dibandingkan dengan Q960E.
Apa yang diwakili oleh nilai "E" pada Q960E dan Q690E, dan apa dampaknya terhadap skenario penerapannya?
Huruf "E" pada kedua baja menunjukkan tingkat kualitasnya, yang berarti keduanya memenuhi persyaratan ketangguhan impak pada kondisi -40 derajat . Karakteristik ini memungkinkan kedua baja tersebut diaplikasikan di-suhu rendah dan lingkungan yang keras, seperti stasiun penelitian ilmiah kutub, proyek daerah pegunungan, dan peralatan kelautan. Tidak seperti baja struktural biasa, baja ini tidak rentan terhadap patah getas dalam kondisi suhu rendah yang ekstrem, sehingga memperluas cakupan penerapannya dalam kondisi kerja yang berat.
Dalam hal sifat mekanik, apa yang membuat Q960E lebih cocok untuk pembuatan peralatan-kelas atas dibandingkan Q690E?
Keunggulan utama Q960E dibandingkan Q690E terletak pada kekuatan luluhnya yang jauh lebih tinggi. Kekuatan leleh minimumnya sebesar 960MPa jauh lebih tinggi dari kekuatan leleh maksimum Q690E sebesar 690MPa. Dengan kapasitas menahan beban yang sama, penggunaan Q960E dapat mengurangi ketebalan dan berat komponen secara signifikan. Misalnya, bila digunakan untuk membuat boom derek, bobot boom dapat dikurangi lebih dari 15%, sehingga meningkatkan efisiensi pengoperasian dan stabilitas peralatan. Keunggulan ringan dan berkekuatan tinggi ini tidak tergantikan untuk peralatan kelas atas dengan batasan berat yang ketat.
Apakah terdapat perbedaan biaya produksi dan harga pasar yang signifikan antara Q960E dan Q690E?
Ya, ada perbedaan besar. Q960E memerlukan proses yang rumit seperti degassing vakum serta pendinginan dan tempering yang presisi selama produksi, dan kontrol elemen paduan lebih ketat, yang menyebabkan biaya produksi tinggi. Harga pasarnya sekitar 2,5 kali lipat dari Q690E. Q690E memiliki proses produksi yang matang dan sederhana, ambang batas teknis yang rendah, pasokan pasar yang memadai, dan harga yang stabil. Ini adalah pilihan-yang hemat biaya untuk-proyek tugas berat secara umum.
Saat membangun proyek teknik kelautan, bagaimana memilih antara Q960E dan Q690E?
Pilihannya tergantung pada komponen spesifik dan persyaratan beban. Untuk komponen utama yang harus memikul tekanan ultra-tekanan tinggi dan beban berat, seperti cangkang bertekanan pada-platform pengeboran laut dalam dan struktur penahan beban-inti kapal besar, Q960E harus dipilih karena kekuatannya yang sangat-tinggi dapat menjamin keselamatan dalam kondisi laut yang ekstrem. Untuk komponen konvensional seperti bagian pipa umum dan struktur dek biasa pada anjungan lepas pantai, Q690E lebih tepat. Ini dapat memenuhi persyaratan kekuatan dasar dan ketahanan korosi sekaligus mengendalikan biaya proyek secara keseluruhan.
Mengapa Q960E memiliki perpanjangan yang lebih rendah dibandingkan Q690E, dan apa dampaknya terhadap penggunaannya?
Q960E mengorbankan sebagian perpanjangannya untuk mencapai kekuatan ultra-tinggi. Ini adalah trade-yang umum dalam desain baja-berkekuatan tinggi. Perpanjangan lebih besar dari atau sama dengan 12% lebih rendah dari Q690E yang lebih besar dari atau sama dengan 14%, yang berarti kapasitas deformasi plastisnya relatif lemah. Dalam penggunaan praktis, Q960E tidak cocok untuk komponen yang memerlukan deformasi plastis besar. Ini lebih banyak digunakan pada komponen penahan beban dengan bentuk yang relatif tetap dan persyaratan deformasi yang kecil, seperti kolom pendukung tetap dan boom derek, untuk menghindari kegagalan karena kapasitas deformasi yang tidak mencukupi selama penggunaan.