Acier structurel à haute résistance S690: Propriétés, Usages & Guide

Si vous vous attaquez à des projets robustes, comme des immeubles de grande hauteur, équipement d'exploitation, ou structures offshore - vous avez besoin d'un matériau qui peut gérer des charges extrêmes sans compromettre la sécurité. L'acier structurel à haute résistance S690 offre exactement cela, avec une limite d'élasticité exceptionnelle et une ténacité. Mais comment savez-vous si c'est le bon choix pour votre travail? Ce guide décompose ses traits clés, Applications du monde réel, processus de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux, pour que vous puissiez faire confiance, décisions prêtes à l'emploi.

1. Propriétés du matériau de l'acier structurel à haute résistance S690

La réputation de S690 en tant que «cheval de bataille» pour les charges lourdes provient de ses propriétés soigneusement conçues. Explorons sonComposition chimique, Propriétés physiques, Propriétés mécaniques, etAutres propriétés avec des données claires.

1.1 Composition chimique

S690 suit EN 10025-6 (La norme pour les aciers structurels à haute résistance), avec des micro-alliages qui renforcent la force sans sacrifier la ductilité. Ci-dessous est la composition typique:

1.2 Propriétés physiques

Ces traits influencent le comportement du S690 dans des environnements difficiles et la fabrication:

• Densité: 7.85 g / cm³ (Norme pour les aciers structurels - facile à calculer le poids de la pièce pour les grands projets)
• Point de fusion: 1430–1480 ° C (Compatible avec le travail chaud et le traitement thermique)
• Conductivité thermique: 46 Avec(m · k) à 20 ° C (efficace pour la dissipation de chaleur dans les machines lourdes)
• Capacité thermique spécifique: 450 J /(kg · k) (gère les changements de température sans déformation)
• Résistivité électrique: 160 nω · m (plus élevé que les aciers à faible teneur en carbone - pas idéal pour les pièces électriques)
• Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (répond aux aimants, Utile pour le tri industriel)

1.3 Propriétés mécaniques

La résistance mécanique de S690 est son plus grand avantage: idéal pour les applications à charge extrême. Valeurs clés (État en difficulté):

1.4 Autres propriétés

• Résistance à la corrosion: Modéré (Besoin de galvanisation, peinture, ou revêtement anti-corrosion pour les environnements offshore ou humide)
• Soudabilité: Bien (nécessite des électrodes à faible hydrogène et la préchauffage à 100–200 ° C pour les plaques épaisses; Traitement thermique après le soudage recommandé)
• Machinabilité: Modéré (Utilisez des outils en carbure et des liquides de refroidissement pour éviter la surchauffe)
• Formabilité: Modéré (Peut être formé à chaud en formes complexes, mais la formation du froid peut nécessiter d'abord un traitement thermique)
• Résistance environnementale: Excellent (gère les températures extrêmes, humidité, et Salt Spray - Idéal pour les structures offshore)

2. Applications de l'acier structurel à haute résistance S690

La limite d'élasticité ≥690 MPa de S690 le rend indispensable pour des projets qui exigent une capacité de charge maximale. Voici des utilisations du monde réel avec des exemples:

2.1 Construction

• Des immeubles de grande hauteur: Le cadre en acier extérieur de la tour Shanghai utilise S690 - sa résistance réduit le nombre de colonnes de support, Maximiser l'espace intérieur.
• Ponts: La liaison fixe de la ceinture Fehmarn (Danemark-allemand) Utilise S690 pour les poutres de support principales - maintien de la circulation des camions lourds et de forts vents côtiers.
• Grues: LTM de Liebherr 11200-9.1 Les grues mobiles utilisent S690 pour les sections de boom - sa forte résistance à la traction (770–940 MPA) Charges de 1200 tonnes soulèves.

2.2 Génie mécanique

• Machinerie lourde: Chenille 6060 Les pelles d'extraction hydraulique utilisent S690 pour les bras de seau - sa résistance à l'usure résiste à l'abrasion de la roche.
• Presses: 10,000-Les presses de forge industrielle en tonne utilisent S690 pour les cadres - sa limite d'élasticité (≥690 MPa) résiste à la déformation sous pression extrême.
• Équipement de levage: Les grues aériennes de Konecranes utilisent S690 pour soulever des crochets - sa résistance à la fatigue garantit un fonctionnement sûr pour 20+ années.

2.3 Industrie automobile

• Cadres de camions: Les camions lourds actros de Daimler utilisent S690 pour les rails de châssis - sa résistance réduit le poids du cadre par 15% (Amélioration de l'efficacité énergétique) Tout en manipulant des charges de 50 tonnes.
• Essieux: Les essieux de camions de la série R de Scania utilisent S690 - sa ténacité résiste à la flexion à partir d'un terrain accidenté.
• Composants de suspension: Les poutres de suspension de camions FH16 de Volvo utilisent S690 - sa ténacité Impact gère les nids de poule et les chocs hors route.

2.4 Autres applications

• Structures offshore: Les petites éoliennes offshore utilisent S690 (avec revêtement anti-corrosion)- sa résistance environnementale gère l'eau salée et les vents forts.
• Équipement d'exploitation: Les camions minières 980E de Komatsu utilisent S690 pour les plaques de lit - sa résistance à l'usure perdure des impacts de roche constants.
• Véhicules ferroviaires: Les bogies de train à grande vitesse Velaro de Siemens utilisent S690 - sa force prend en charge le poids du train et assure la stabilité 300 km / h.

3. Techniques de fabrication pour l'acier de structure à haute résistance S690

La production de S690 nécessite un contrôle précis du contenu et du traitement des alliages pour atteindre sa résistance élevée. Voici le processus étape par étape:

3.1 Acier

• Fournaise à arc électrique (EAF): Méthode la plus courante - L'acier de crap est fondu à 1600 ° C, puis microalloys (Croisement, MO, V) sont ajoutés pour atteindre la composition cible.
• Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Utilisé pour les gros lots - le minerai de fer est converti en acier, Ensuite, l'oxygène est soufflé pour éliminer les impuretés avant d'ajouter des micro-alliages.
• Dégât de l'aspirateur: Étape critique - permet de l'hydrogène et de l'azote de l'acier fondu pour empêcher la fissuration pendant le traitement thermique.
• Moulage continu: L'acier en fusion est versé dans des moules refroidis à l'eau pour former des dalles ou des billettes (matière première pour un traitement ultérieur).

3.2 Travail chaud

• Roulement chaud: Les dalles sont chauffées à 1150–1250 ° C et roulées dans des plaques, bars, ou poutres - cela améliore la résistance et la structure des grains.
• Forge à chaud: Pour des pièces complexes (Par exemple, grue), Forge à chaud façonne S690 à des températures élevées, Amélioration de la ténacité.
• Extrusion: Utilisé pour faire des sections creuses (Par exemple, rails de cadre de camion)—Crée de l'épaisseur et de la résistance uniformes.

3.3 Travail au froid

• Roulement froid: Pour les feuilles minces (Par exemple, composants automobiles), Le roulement à froid augmente la douceur et la dureté de surface.
• Usinage de précision: Le broyage ou les formes de virage CNC S690 en pièces de haute précision (Par exemple, arbres d'essieu)—Réquise les outils en carbure et les liquides de refroidissement.

3.4 Traitement thermique

Le traitement thermique est la clé pour débloquer la pleine résistance de S690:

• Extinction / trempage: Chauffage à 850–900 ° C, éteinte dans l'eau / huile, puis en trempant à 500–600 ° C - augmenter la limite d'élasticité à ≥690 MPa.
• Recuit: Chauffage à 800–850 ° C, refroidissement lentement - soupçonne de l'acier pour l'usinage ou la formation.
• Durcissement de surface: Carburisant (Ajout de carbone à la surface) suivi de la trempe - détend la surface des pièces résistantes à l'usure (Par exemple, GRANDES DE MINUATION DE L'ÉQUIPE).

4. Études de cas: S690 dans des projets du monde réel

4.1 Construction: Pont de liaison fixe de la ceinture Fehmarn

Un consortium de construction européen a utilisé S690 pour les principales poutres de support du pont de la ceinture Fehmarn:

• Défi: Le pont nécessaire pour gérer 10,000 camions lourds quotidiennement et résister 100 vents km / h.
• Solution: S690 ≥690 MPa Force d'élasticité et -40 ° C La ténacité à l'impact a rencontré les normes de sécurité.
• Résultat: Les poutres ont passé des tests de chargement sans déformation; La durée de vie attendue de 120 années.

4.2 Exploitation minière: Plaques de lit de camion Komatsu 980E

Komatsu a remplacé l'acier standard par S690 pour leurs plaques de lit de camion minière 980E:

• Défi: Les assiettes originales se sont épuisées dans 6 mois en raison de l'abrasion des rochers.
• Solution: Résistance à l'usure élevée de S690 et résistance à la traction (770–940 MPA) impacts endurés.
• Résultat: La durée de vie de la plaque de lit a augmenté à 2 années - réduisant les coûts de maintenance par 67%.

4.3 Automobile: Cadres de camions daimler actros

Daimler est passé à S690 pour les rails de châssis de camion Actros:

• Défi: Réduisez le poids du cadre pour améliorer l'efficacité énergétique sans perdre la résistance.
• Solution: La force de S690 a permis d'utiliser 30% acier plus mince - le poids du cadre de coupe par 15%.
• Résultat: L'efficacité énergétique s'est améliorée de 5%; Des cadres ont géré des charges de 50 tonnes sans flexion.

5. Analyse comparative: S690 VS. Autres matériaux

5.1 Comparaison avec d'autres aciers

5.2 Comparaison avec les matériaux non métalliques

• Alliage en aluminium (7075-T6): Plus léger (densité 2.8 g / cm³ vs. 7.85 g / cm³) mais plus faible (limite d'élasticité 503 MPA VS. 690 MPA)—Utilisez S690 pour les pièces à charge lourde.
• Composites en fibre de carbone: Plus fort (résistance à la traction 3000 MPA) Mais 8 fois plus cher - Utilisez pour l'aérospatiale; S690 est meilleur pour les projets industriels.
• Plastiques (Jeter un coup d'œil): Résistant à la chaleur mais beaucoup plus faible (résistance à la traction 90 MPA)- Utilisez pour les pièces à faible charge; S690 pour les composants structurels.

5.3 Comparaison avec d'autres matériaux structurels

• Béton: Moins cher pour les grandes fondations mais plus lourds - Utilisez S690 pour les pièces de chargement hors sol (Par exemple, poutres de pont).
• Bois: Écologique mais moins durable - Utilisez S690 pour les pièces exposées à l'humidité ou aux charges lourdes (Par exemple, plates-formes offshore).

6. Vue de la technologie Yigu sur l'acier structurel à haute résistance S690

À la technologie Yigu, S690 est notre premier choix pour les clients avec des projets à chargement extrême. Nous l'utilisons pour les composants éoliennes offshore et les cadres lourds - sa limite d'élasticité ≥690 MPa assure la sécurité, tandis que -40 ° C Impact La ténacité fonctionne pour les régions froides. Pour la protection contre la corrosion, Nous appliquons notre revêtement en aluminium en zinc, prolonger la vie en partie par 40%. Bien que cela coûte plus que S460, sa résistance réduit l'utilisation des matériaux par 20%, ce qui le rend rentable à long terme. C'est la meilleure solution pour les projets où la sécurité et la durabilité ne peuvent pas être compromises.

FAQ sur S690 Structural Acier à haute résistance

1. S690 peut-il être utilisé dans des environnements offshore?
   Oui, Mais avec protection. Sa résistance à la corrosion modérée nécessite un revêtement de qualité marine (Par exemple, zinc-aluminium) Pour résister à l'eau salée - nous le recommandons pour les éoliennes offshore ou les petits composants de plate-forme d'huile.
2. S690 est-il difficile à souder?
   Non, Mais il a besoin de soins. Utiliser des électrodes à faible hydrogène, Préchauffer les assiettes épaisses (100–200 ° C), et effectuer un traitement thermique après le soudure pour éviter de craquer. La plupart des fabricants familiers avec de l'acier à haute résistance peuvent le manipuler.
3. En quoi S690 diffère-t-il de S690QL?
   S690QL est une variante éteinte et tempérée de S690 avec une ténacité à impact plus élevé (≥60 J à -60 ° C) mais coûte environ 15% de plus. Utilisez S690 pour des projets généraux à charge extrême; S690QL pour les environnements ultra-froids (Par exemple, Pipelines arctiques).