高層ビルなど、頑丈なプロジェクトに取り組んでいる場合, マイニング機器, またはオフショア構造 - 安全性を損なうことなく極端な負荷を処理できる材料が必要です. S690高強度構造鋼はまさにそれを提供します, 例外的な降伏強度と靭性. しかし、それがあなたの仕事にふさわしいかどうかをどうやって知るのですか? このガイドは、その重要な特性を分解します, 実世界のアプリケーション, 製造プロセス, そして、それが他の素材とどのように比較されますか, だからあなたは自信を持つことができます, プロジェクト対応の決定.
1. S690高強度構造鋼の材料特性
重い負荷に対する「主力」としてのS690の評判は、慎重に設計されたプロパティから来ています. それを探りましょう化学組成, 物理的特性, 機械的特性, そしてその他のプロパティ 明確なデータを使用して.
1.1 化学組成
S690はENに従います 10025-6 (高強度構造鋼の標準), 延性を犠牲にすることなく強度を高めるマイクロアロイで. 以下は典型的な構成です:
| 要素 | コンテンツ範囲 (%) | 重要な関数 |
|---|---|---|
| 炭素 (c) | ≤0.22 | 強度と溶接性のバランス |
| マンガン (Mn) | ≤1.90 | 引張強度と延性を高めます |
| シリコン (そして) | ≤0.60 | ローリング中の耐熱性を改善します |
| クロム (cr) | ≤0.70 | 腐食抵抗と硬度を高めます |
| モリブデン (MO) | ≤0.30 | 高温強度と疲労抵抗を増加させます |
| ニッケル (で) | ≤1.00 | 低温靭性を高めます |
| バナジウム (v) | ≤0.15 | 耐久性のために穀物構造を改良します |
| 硫黄 (s) | ≤0.030 | 脆性を避けるために最小化されます |
| リン (p) | ≤0.030 | 冷たい亀裂を防ぐために制限されています |
1.2 物理的特性
これらの特性は、厳しい環境と製造でS690がどのように振る舞うかに影響します:
- 密度: 7.85 g/cm³ (構造鋼の標準 - 大規模プロジェクトの一部の重量を計算するのは簡単です)
- 融点: 1430–1480°C (熱い作業および熱処理と互換性があります)
- 熱伝導率: 46 w/(M・k) 20°Cで (重機での熱散逸に効果的です)
- 比熱容量: 450 J/(kg・k) (ゆがみなく温度の変化を処理します)
- 電気抵抗率: 160 nω・m (低炭素鋼よりも高い - 電気部品に理想的ではありません)
- 磁気特性: 強磁性 (磁石に応答します, 産業選別に役立ちます)
1.3 機械的特性
S690の機械的強度はその最大の利点です。. キー値 (配達された状態):
| 財産 | 典型的な値 | なぜそれが重要なのか |
|---|---|---|
| 抗張力 | 770–940 MPa | ブリッジケーブルまたはクレーンアームの激しい引っ張り力を処理する |
| 降伏強度 | ≥690MPa | 永続的な変形に抵抗します。構造的安全のために重要です |
| 硬度 | 220–260ブリネル | バランスは抵抗と機械加工性を吸収します |
| 延性 | ≥14％伸び | 曲げ/形成に十分な柔軟性 (例えば。, トラックフレーム) |
| 衝撃の靭性 | -40°Cで34 j以上 | 凍えるような天気が厳しい - 寒い地域や沖合の使用に最適 |
| 疲労抵抗 | 〜350 MPa | 可動部品の繰り返しストレスに耐えます (例えば。, マイニング機器シャフト) |
| 耐摩耗性 | 高い | 鉱業や建設の摩耗に耐えます |
1.4 その他のプロパティ
- 耐食性: 適度 (亜鉛メッキが必要です, ペイント, または、オフショアまたは湿度の高い環境のための腐食防止コーティング)
- 溶接性: 良い (厚いプレートには、低水素電極と100〜200°Cに予熱する必要があります; 溶接後の熱治療が推奨されます)
- 加工性: 適度 (過熱を避けるために、カーバイドツールとクーラントを使用してください)
- 形成性: 適度 (複雑な形にホットフォルミングすることができますが、コールドフォーミングは最初に熱処理が必要になる場合があります)
- 環境抵抗: 素晴らしい (極端な温度を処理します, 湿度, および塩スプレー - オフショア構造用のideal)
2. S690高強度構造鋼のアプリケーション
S690の690 MPa降伏強度は、最大負荷容量を要求するプロジェクトに不可欠なものになります. 例を掲載した実際の用途は次のとおりです:
2.1 工事
- 高層ビル: Shanghai Towerの外側のスチールフレームはS690を使用しています。, 内部空間を最大化します.
- 橋: Fehmarnベルト固定リンク (デンマーク - ドイツ) メインサポートガーダーにS690を使用します。.
- クレーン: LiebherrのLTM 11200-9.1 モバイルクレーンは、ブームセクションにS690を使用します。 (770–940 MPa) 1200トンの負荷を持ち上げます.
2.2 機械工学
- 重機: Caterpillar's 6060 油圧マイニングシャベルはバケツアームにS690を使用します。.
- プレス: 10,000-トン工業用鍛造プレスは、フレームにS690を使用します。 (≥690MPa) 極度の圧力下での変形に抵抗します.
- 巻き上げ装置: Konecranesのオーバーヘッドクレーンは、フックを持ち上げるためにS690を使用します。 20+ 年.
2.3 自動車産業
- トラックフレーム: DaimlerのActros Heavy-Dutyトラックは、シャーシレールにS690を使用しています。 15% (燃料効率の向上) 50トンの負荷を処理している間.
- 車軸: ScaniaのRシリーズトラック車軸はS690を使用しています。.
- サスペンションコンポーネント: ボルボのFH16トラックサスペンションビームはS690を使用します。.
2.4 その他のアプリケーション
- オフショア構造: 小さなオフショアウィンドタービンジャケットはS690を使用しています (腐食防止コーティング付き) - 環境抵抗は塩水と強風を処理します.
- マイニング機器: コマツの980Eマイニングトラックは、ベッドプレートにS690を使用します。.
- 鉄道車両: SiemensのVelaro高速列車のゴーギーはS690を使用します。 300 km/h.
3. S690高強度構造鋼の製造技術
S690の生産には、高強度を達成するために合金含有量と処理の正確な制御が必要です. これが段階的なプロセスです:
3.1 スチール製造
- 電気弧炉 (EAF): 最も一般的な方法-Scrap鋼は1600°Cで溶けます, その後、マイクロアロイ (cr, MO, v) ターゲット構成に到達するために追加されます.
- 基本的な酸素炉 (bof): 大きなバッチに使用されます - アイアン鉱石はスチールに変換されます, その後、マイクロアロイを追加する前に不純物を除去するために酸素が吹き込まれます.
- 真空脱気: クリティカルステップ - 熱処理中の亀裂を防ぐために、溶融鋼から水素と窒素を除去する.
- 継続的なキャスト: 溶融鋼は水冷型に注がれてスラブまたはビレットを形成します (さらなる処理のための原料).
3.2 ホットワーキング
- ホットローリング: スラブは1150〜1250°Cに加熱され、プレートに丸められます, バー, またはビーム - これにより、強度と粒子の構造が向上します.
- ホット鍛造: 複雑な部品の場合 (例えば。, クレーンフック), 高温での熱い鍛造形状S690, 靭性を高める.
- 押し出し: 中空のセクションを作成するために使用されます (例えば。, トラックフレームレール) - 均一な厚さと強度を作成します.
3.3 コールドワーク
- コールドローリング: 薄いシート用 (例えば。, 自動車コンポーネント), コールドローリングは、表面の滑らかさと硬度を高めます.
- 精密機械加工: CNCフライスまたはターニングシェイプS690は高精度部品になります (例えば。, 車軸シャフト) - 炭化物ツールとクーラントを要求します.
3.4 熱処理
熱処理は、S690のフルストレングスのロックを解除するための鍵です:
- クエンチング/焼き戻し: 850〜900°Cに加熱, 水/オイルの消光, その後、500〜600°Cでの抑制 - ブーストは、690 MPa以上の到達強度を獲得します.
- アニーリング: 800〜850°Cに加熱, ゆっくりと冷却 - 加工または形成のためにスチールを溶かします.
- 表面硬化: 浸炭 (表面に炭素を追加します) 続いてクエンチング - 耐摩耗性の部品の表面を掘り下げます (例えば。, マイニング機器ギア).
4. ケーススタディ: 実際のプロジェクトのS690
4.1 工事: Fehmarnベルト固定リンクブリッジ
ヨーロッパの建設コンソーシアムがFehmarn Belt BridgeのメインサポートガーダーにS690を使用しました:
- チャレンジ: 橋は処理する必要がありました 10,000 毎日重いトラックと抵抗します 100 km/h風.
- 解決: S690の≥690MPa降伏強度と-40°Cの衝撃靭性は安全基準を満たしています.
- 結果: ガーダーは、変形なしで負荷テストに合格しました; の予想されるサービスライフ 120 年.
4.2 マイニング: コマツ980Eトラックベッドプレート
コマツは、980Eマイニングトラックベッドプレートのために標準鋼をS690に置き換えました:
- チャレンジ: 元のプレートは使い果たされました 6 岩の擦り傷による数ヶ月.
- 解決: S690の高摩耗抵抗と引張強度 (770–940 MPa) 耐えられた影響.
- 結果: ベッドプレートの寿命は増加しました 2 年 - メンテナンスコストの削減 67%.
4.3 自動車: Daimler Actrosトラックフレーム
ダイムラーは、アクトロストラックシャーシレールのためにS690に切り替えました:
- チャレンジ: 強さを失うことなく燃料効率を向上させるためにフレームの重量を減らす.
- 解決: S690の強度を使用することが許可されています 30% 薄いスチール - フレーム重量をカットします 15%.
- 結果: 燃料効率が改善されました 5%; フレームは、曲げなしで50トンの負荷を処理しました.
5. 比較分析: S690対. その他の材料
5.1 他の鋼との比較
| 材料 | 降伏強度 (MPA) | 衝撃の靭性 (j -40°Cで) | コスト対. S690 | に最適です |
|---|---|---|---|---|
| S690高強度鋼 | ≥690 | ≥34 | ベース (100%) | 極端なロードプロジェクト (橋, マイニング機器) |
| 炭素鋼 (S235Jr) | ≥235 | ≥27 (-20°Cで) | 50% | 低負荷部品 (例えば。, 小さなブラケット) |
| 高強度鋼 (S460) | ≥460 | ≥34 | 70% | 中程度のロードプロジェクト (例えば。, 産業フレーム) |
| ステンレス鋼 (304) | ≥205 | ≥100 | 300% | 腐食性環境 (例えば。, 化学パイプ) |
5.2 非金属材料との比較
- アルミニウム合金 (7075-T6): ライター (密度 2.8 g/cm³vs. 7.85 g/cm³) しかし、弱い (降伏強度 503 MPA対. 690 MPA) - ヘビーロード部品のS690を使用します.
- 炭素繊維複合材料: 強い (抗張力 3000 MPA) しかし、8倍の高価です。航空宇宙に使用します; S690は産業プロジェクトに適しています.
- プラスチック (ピーク): 耐熱性ですが、はるかに弱い (抗張力 90 MPA) - 低負荷部品を使用します; 構造コンポーネント用のS690.
5.3 他の構造材料との比較
- コンクリート: 大規模な基礎の場合は安いが重い - 地面上の負荷を含む部品のS690を使用する (例えば。, ブリッジガーダー).
- 木材: 環境にやさしいが耐久性が低い - 水分または重い荷重にさらされた部品についてS690を使用してください (例えば。, オフショアプラットフォーム).
6. S690高強度構造鋼に関するYiguテクノロジーの見解
Yiguテクノロジーで, S690は、極端なロードプロジェクトを備えたクライアント向けの最大の選択肢です. オフショア風力タービンコンポーネントと大型トラックフレームに使用します。, 一方、-40°Cは寒冷地で衝撃靭性が機能します. 腐食保護用, 亜鉛 - アルミニウムコーティングを適用します, 生命を延長します 40%. S460以上の費用がかかりますが, その強度は、材料の使用量を削減します 20%, 費用対効果の高い長期になります. 安全性と耐久性を損なうことができないプロジェクトのための最良のソリューションです.
S690の高強度構造鋼についてのFAQ
- S690はオフショア環境で使用できます?
はい, しかし、保護して. 中程度の腐食抵抗には、海洋グレードのコーティングが必要です (例えば。, 亜鉛アルミニウム) 塩水に耐えるには、オフショア風力タービンまたは小油掘削装置のコンポーネントにお勧めします. - S690は溶接するのが難しいです?
いいえ, しかし、それはケアが必要です. 低水素電極を使用します, 厚いプレートを予熱します (100–200°C), ひび割れを避けるために、溶接後の熱処理を実行します. 高強度鋼に精通しているほとんどの製造業者はそれを処理できます. - S690はS690QLとどのように異なりますか?
S690QLは、より高い衝撃靭性を備えたS690のクエンチとテンパーのバリアントです (-60°Cで60以上) しかし、費用は約15％増加します. 一般的な極端なロードプロジェクトにはS690を使用します; 超冷却環境用のS690QL (例えば。, 北極パイプライン).
