Q690D和E钢板属于低合金高强度结构钢,其材质特性、成分标准及工业应用可综合以下信息进行概述:
1. 材质与牌号解析
牌号命名规则:
Q代表屈服强度("屈"的拼音首字母),690表示屈服强度下限值为690MPa,D/E为质量等级符号。D级要求-20℃冲击试验合格,E级则需通过-40℃低温冲击测试,体现更优的低温韧性。
执行标准:
主要遵循国家标准 **GB/T 16270-2009** 及 **GB/T 1591-2008**,涵盖化学成分、力学性能、生产工艺及检测要求,确保材料通用性和性能稳定性。
2. 化学成分
Q690D/E钢的典型化学成分如下(以Q690D为例):
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | Nb | Ti | B |
| 含量 | ≤0.18 | ≤0.60 | ≤2.0 | ≤0.030 | ≤0.025 | ≤0.80 | ≤1.00 | ≤0.30 | ≤0.11 | ≤0.020 | ≤0.004 |
合金设计特点:添加Ni、Cr、Mo等元素以提高淬透性和低温韧性,Nb、Ti用于细化晶粒,B元素增强焊接性能。
3. 力学性能
强度与塑性:
屈服强度:≥690MPa
抗拉强度:770–940MPa
伸长率:≥14%(保证塑性变形能力)
相比普通碳钢(屈服强度235–345MPa),Q690D/E的强度显著提升,适用于高载荷场景。
低温韧性:
D级冲击功≥47J(-20℃),E级要求更严格(-40℃),通过优化晶粒结构和合金配比实现抗脆断能力。
硬度与组织:
冷却速率影响显微组织,例如:
0.5℃/s:全贝氏体(硬度约290 HV)
≥10℃/s:全马氏体(硬度>396 HV)。
4. 生产工艺与交货状态
生产工艺:采用热机械控制工艺(TMCP)或调质处理(淬火+回火),以平衡强度与韧性。
交货状态:默认调质状态,可根据需求定制其他状态(需在合同中注明)。
5. 应用领域
Q690D/E钢板广泛应用于高强度和耐低温环境的关键结构:
工程机械:液压支架(煤矿)、港口起重机臂、挖掘机动臂,承受高冲击和重载荷。
能源设备:极地油气管道、风电塔架,适应低温环境下的抗脆性需求。
交通运输:重型车辆底盘部件、桥梁结构,利用其高强轻量化特性。
特殊领域:如航天风力发电机舱焊接,需严格控制低温焊接裂纹。
6. 加工与焊接注意事项**
焊接工艺:推荐使用低氢焊条,控制热输入(20–30 kJ/cm),预热温度100–150℃,焊后缓冷以避免冷裂纹。
切割与成型:需优化气割参数(如氧气压力、割嘴型号),防止氧化铁皮压入,并采用对称切割减少变形。
7. 总结
Q690D/E钢板凭借高强度、优异低温韧性及可加工性,成为重工业领域的核心材料。其成分与工艺的精细化控制(如TMCP技术)进一步提升了性能稳定性,未来在新能源装备和极地工程中潜力显著。具体选型时需结合工况需求,参考GB/T 16270和GB/T 1591标准进行验证。