S500Q aS500QLsú kalené aj temperované vysokopevnostné{0}}konštrukčné ocele v súlade s európskou normou EN 10025 - 6. Písmeno „L“ po S500QL predstavuje zvýšenú rázovú húževnatosť pri nízkych-teplotách, vďaka čomu sa tieto dve výrazne líšia vo výkonnosti pri nízkych-teplotách, kontrole chemického zloženia a aplikačných scenároch, pričom zdieľajú podobné základné ukazovatele pevnosti.
Chemické zloženie
Obe ocele majú v zásade rovnaký obsah hlavného legovacieho prvku (napr. C menší alebo rovný 0,20 %, Si menší alebo rovný 0,80 %, Mn menší alebo rovný 1,70 %), ale S500QL má prísnejšie obmedzenia na prvky škodlivých nečistôt, aby zodpovedala požiadavkám na húževnatosť pri vysokých-teplotách. Konkrétne rozdiely sú uvedené v tabuľke nižšie:
| Prvok | S500Q (hmot. %, max.) | S500QL (hmot. %, max.) | Rozdiel Význam |
|---|---|---|---|
| fosfor (P) | 0.025 | 0.020 | Fosfor a síra sa ľahko vyzrážajú na hraniciach zŕn, čo vážne zníži húževnatosť ocele, najmä pri nízkych teplotách. Prísnejšia kontrola S500QL môže zabrániť krehkému lomu pri ultra-nízkych teplotách. |
| síra (S) | 0.015 | 0.010 |
Mechanické vlastnosti
Ich pevnosť v ťahu, medza klzu a predĺženie sú v zásade konzistentné pri rovnakých špecifikáciách hrúbky (napríklad medza klzu je väčšia alebo rovná 500 MPa, keď je hrúbka 3 - 50 mm, pevnosť v ťahu je 590 - 770 MPa a predĺženie je väčšie alebo rovné 17 %). Hlavný rozdiel spočíva vnízky{0}}teplotný vplyv na výkonnosť, ktorá určuje ich adaptabilitu na-nízkoteplotné prostredia:
| Výkonnostný index | S500Q | S500QL |
|---|---|---|
| Teplota pri nárazovom teste | -20 stupňov | -40 stupňov |
| Energia minimálneho dopadu (Akv) | Energia pozdĺžneho nárazu nie je menšia ako 30 J a energia priečneho nárazu nie je menšia ako 27 J. | Energia pozdĺžneho aj priečneho nárazu nie je menšia ako 27 J a produkty niektorých výrobcov môžu dokonca dosiahnuť viac ako 30 J, čo je oveľa viac ako všeobecná norma húževnatosti pri nízkych-teplotách. |
Výrobné a spracovateľské náklady
Náročnosť výroby a náklady na S500QL sú vyššie ako na S500Q. Na jednej strane v štádiu tavenia vyžaduje S500QL rafinovanejšiu technológiu tavenia na prísnu kontrolu obsahu fosforu a sírových nečistôt, čo zvyšuje čas tavenia a náklady na proces. Na druhej strane, v procese tepelného spracovania musí S500QL optimalizovať parametre kalenia a popúšťania, aby sa zabezpečila stabilita jeho štruktúry v podmienkach ultra-nízkej teploty, a pred dodaním sú potrebné ďalšie postupy testovania nárazom pri nízkych{7}}teplotách, čo ešte viac zvyšuje výrobné a testovacie náklady. Na trhu je cena S500QL zvyčajne o 10 % - 20 % vyššia ako cena S500Q.
Aplikačné scenáre
Rozdielne vlastnosti pri nízkych{0}}teplotách a nákladové charakteristiky robia z týchto dvoch ocelí cieľové aplikácie:
S500Qje vhodný pre všeobecné scenáre nízkej{0}}záťaže a mierne chladného prostredia, ktoré nezahŕňa extrémne-nízke teploty. Používa sa napríklad na výrobu-nosných komponentov mestských nadjazdov, všeobecných žeriavových výložníkov, karosérií bežných inžinierskych sklápačov a nosných stĺpov výškových-budov. Dokáže vyvážiť pevnosť konštrukcie a náklady a je cenovo -efektívnou voľbou pre konvenčné ťažké-konštrukčné diely.
S500QLsa používa najmä v zariadeniach a projektoch, ktoré pracujú v extrémne chladných oblastiach alebo pri nízkych{0}}teplotách. Používa sa napríklad na hydraulické podpery pre otvorené-bane v alpských oblastiach, ramená žeriavov na pobrežie (teplota povrchu mora je v zime extrémne nízka), banské stroje v mrazivých zónach a konštrukčné časti zariadení na skladovanie pri nízkych-teplotách. Jeho vynikajúca-odolnosť voči nárazu pri nízkych teplotách môže zabrániť krehkému zlomeniu komponentov v prostredí s ultra-nízkou teplotou, čím sa zaistí prevádzková bezpečnosť.
Výkon zvárania a spracovania
Obidva majú dobrú zvárateľnosť, pretože ich uhlíkový ekvivalent je kontrolovaný na menej ako alebo rovný 0,47. Existujú však malé rozdiely v bezpečnostných opatreniach pri spracovaní:
Pri S500Q pri zváraní plechov hrubších ako 50 mm postačuje predhriatie na 80 - 100 stupeň.
S500QL má vyššie požiadavky na stabilitu procesu zvárania. Počas zvárania sa odporúča používať zváracie materiály s nízkym -vodíkom a v prípade hrubých plechov je možné teplotu predhrievania primerane zvýšiť na 100 - 120 stupeň. Po zváraní je lepšie tepelné spracovanie na odstránenie napätia, aby sa predišlo zvyškovému napätiu ovplyvňujúcemu jeho húževnatosť pri nízkych-teplotách.
Pri stavbe mostov v chladných oblastiach by sme mali uprednostniť S500Q alebo S500QL?
S500QL by mal byť prvou voľbou. Zimné teploty v chladných oblastiach často klesajú pod -20 stupňov a v niektorých oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou dokonca až na -40 stupňov. S500Q spĺňa požiadavky na náraz pri nízkych teplotách iba pri -20 stupňoch a je náchylný na krehké lomy v takýchto extrémnych prostrediach. Na rozdiel od toho je S500QL optimalizovaný pre rázovú húževnatosť pri -40 stupňoch, pričom energia pozdĺžneho aj priečneho nárazu spĺňa prevádzkové potreby. Môže zabrániť bezpečnostným rizikám spôsobeným krehkým lomom mostných konštrukcií pri namáhaní pri nízkych teplotách.
Pri obstarávaní zistíme, že S500QL je oveľa drahší ako S500Q. Existujú scenáre, v ktorých môže S500Q nahradiť S500QL na zníženie nákladov?
Áno, existuje veľa použiteľných scenárov. S500Q je možné použiť ako náhradu, keď má aplikačné prostredie izbovú teplotu alebo mierne nízke teploty (nad -20 stupňov ) bez vystavenia ultra-teplotám. Príklady zahŕňajú nosné-oceľové nosníky bežných továrenských budov v tropických/subtropických oblastiach, stredné a malé žeriavové ramená vo vnútrozemských rovinách a nosné konštrukcie regálov skladov v mestských oblastiach s normálnymi teplotami. V týchto scenároch je sila a húževnatosť S500Q plne dostatočná, zaisťuje štrukturálnu bezpečnosť a zároveň výrazne znižuje obstarávacie náklady.
Musíme pri zváraní S500Q a S500QL použiť rôzne zváracie materiály?
Špeciálne rozlišovanie sa vo všeobecnosti nevyžaduje, ale musí sa dodržiavať zásada zhody úrovní pevnosti-oba triedy môžu používať nízkovodíkové zváracie materiály-. S500QL má však prísnejšie požiadavky na kontrolu obsahu vodíka počas zvárania. Keďže sa používa pri nízkych-teplotách, nadmerný zvyškový vodík vo zvarových švoch môže ľahko spôsobiť praskanie za studena a zhoršiť húževnatosť pri nízkych-teplotách. Pri zváraní S500Q postačuje dodržanie štandardných špecifikácií zvárania s nízkym-vodíkom, aby sa predišlo problémom s praskaním, bez potreby ďalších procesov riadenia vodíka.