مقدمه
ورق گرید S690 یکی از پیشرفته‌ترین انواع فولادهای با مقاومت بالا (High-Strength Steel) است که به دلیل مقاومت تسلیم فوق‌العاده‌اش (حداقل 690 مگاپاسکال) در پروژه‌های مهندسی سنگین و سازه‌های پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این گرید، که بر اساس استاندارد EN 10025-6 تعریف می‌شود، برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به کاهش وزن همراه با تحمل بارهای عظیم دارند. در این مقاله، ویژگی‌ها، کاربردها، و مشخصات فنی ورق S690 بررسی می‌شود.
ورق گرید S690 چیست؟
ورق گرید S690 یک فولاد با مقاومت بسیار بالا (Ultra-High-Strength Steel) است که در دسته‌ی فولادهای کوئنچ و تمپر شده (Quenched and Tempered) قرار می‌گیرد. عدد “690” نشان‌دهنده حداقل استحکام تسلیم آن بر حسب مگاپاسکال است. این گرید در انواع S690Q، S690QL، و S690QL1 عرضه می‌شود:
- S690Q: نوع پایه با چقرمگی خوب.
- S690QL: چقرمگی بالاتر در دماهای پایین (تا -40°C).
- S690QL1: چقرمگی عالی در دماهای بسیار پایین (تا -60°C).
ترکیب شیمیایی ورق گرید S690
ترکیب شیمیایی ورق S690 برای دستیابی به مقاومت بالا و جوش‌پذیری مناسب بهینه شده است. مقادیر تقریبی به صورت زیر است:
- کربن (C): حداکثر 0.20%
- منگنز (Mn): 1.00-1.70%
- سیلیسیم (Si): حداکثر 0.80%
- فسفر (P): حداکثر 0.020%
- گوگرد (S): حداکثر 0.015%
- کروم (Cr): حداکثر 1.50%
- مولیبدن (Mo): حداکثر 0.70%
- نیکل (Ni): حداکثر 2.00%
- بور (B): حداکثر 0.005% (برای افزایش سختی‌پذیری)
خواص مکانیکی ورق گرید S690 چیست؟
ورق S690 به دلیل ورق گرید S690 چیست؟کششی بالا (معمولاً 770-940 مگاپاسکال) و مقاومت در برابر خستگی، در کاربردهای سنگین بی‌نظیر است:
- مقاومت تسلیم: حداقل 690 MPa (کاهش با افزایش ضخامت).
- مقاومت کششی: 770-940 MPa.
- درصد کشیدگی: حداقل 14% (انعطاف‌پذیری کمتر نسبت به گریدهای پایین‌تر).
- چقرمگی: انرژی ضربه حداقل 30 ژول در -40°C (برای QL) و -60°C (برای QL1).
فرآیند تولید ورق گرید S690
ورق گرید S690 از طریق فرآیند کوئنچ و تمپر (Quenching and Tempering) تولید می‌شود. در این روش، فولاد پس از نورد گرم در دمای بالا سریعاً خنک (کوئنچ) شده و سپس در دمای پایین‌تر تمپر می‌شود تا تعادل بین استحکام و چقرمگی به دست آید. این فرآیند، ساختار مارتنزیتی ریزدانه ایجاد می‌کند که استحکام فوق‌العاده‌ای به ورق می‌دهد.
کاربردهای ورق گرید S690
ورق گرید S690 در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت بالا و وزن کم دارند، استفاده می‌شود:
- ساخت‌وساز سنگین: پل‌های بزرگ، سازه‌های بلند، و جرثقیل‌های غول‌پیکر.
- معدن و استخراج: تجهیزات حفاری، دامپ‌تراک‌ها، و بیل‌های مکانیکی.
- صنعت دریایی: کشتی‌های باربری و سکوهای نفتی.
- انرژی: برج‌های توربین بادی با ظرفیت بالا.
مزایا و معایب ورق گرید S690
مزایا:
- استحکام فوق‌العاده و کاهش ضخامت و وزن سازه.
- مقاومت بالا در برابر سایش و خستگی.
- امکان طراحی سازه‌های سبک‌تر و اقتصادی‌تر.
معایب:
- جوش‌پذیری محدودتر (نیاز به پیش‌گرمایش و کنترل دقیق).
- هزینه تولید و قیمت بالاتر نسبت به گریدهای S355 یا S460.
- انعطاف‌پذیری کمتر در مقایسه با فولادهای با استحکام پایین‌تر.
اطلاعات فنی
- استاندارد: EN 10025-6.
- ضخامت: 3 تا 150 میلی‌متر.
- شاخص معادل کربن (CEV): معمولاً 0.50-0.65 (بسته به ضخامت).
- جوشکاری: نیاز به پیش‌گرمایش (100-200°C) و استفاده از الکترودهای کم‌هیدروژن.
- دمای کاری: تا -60°C (در گرید QL1).
مقایسه با ورق S460
در مقایسه با S460 (مقاومت تسلیم 460 MPa)، ورق S690 مقاومت بیشتری (690 MPa) ارائه می‌دهد، اما جوش‌پذیری و شکل‌پذیری کمتری دارد. S690 برای بارهای سنگین‌تر مناسب است، در حالی که S460 برای پروژه‌های متعادل‌تر استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری
ورق گرید S690 یک انتخاب برتر برای پروژه‌هایی است که مقاومت بالا و کاهش وزن در اولویت باشند. این فولاد با ویژگی‌های مکانیکی استثنایی، در صنایع سنگین و پیشرفته نقش کلیدی دارد، اما استفاده از آن نیازمند تجهیزات تخصصی و دقت در فرآیندهای جوشکاری است.