Optim QL/QL1 quenched and temperedstructural steelsQuenched and tempered Optim™ 700 QL/QL1 structural steels improve the performance, durability and safety of vehicles,lifting equipment and steel structures. They are easy to weld, bend and cut. With Optim 700 QL/QL1 steels structures canbe made  lighter  increasing  payload  and  energy  efficiency. These  extra  high­strength,  quenched  and  tempered  (Q),  low­temperature  tough (L) structural steels meet  the EN 10025­6 requirements. Optim 700 QL corresponds to S690QL gradeand Optim 700 QL1 corresponds to S690QL1 grade. Typical applications are demanding load­bearing structures.

S960QL  grade  plates  now  also  available  from  Ruukki.  For  more  information,  please  contact  your  local  Ruukkirepresentative.

Applications:• Machine building

• Steel constructions

• Framework structures

• Lifting and mobile equipment

• Vehicles and transport equipment

 

The information on our web site is accurate to the best of our knowledge and understanding. Although every effort has been made to ensureaccuracy, the company cannot accept any responsibility for any direct or indirect damages resulting from possible errors or incorrect

application of the information of this publication. We reserve the right to make changes.

Copyright © 2014 Rautaruukki Corporation. All rights reserved.

Document printed on 28.10.2014 www.ruukki.com

Dimensions

The steel is delivered as heavy plates.

Heavy plates

 Thickness mm  Width mm  Length m

 6 ­ 7.99  2000 ­ 3050 2 ­ 12.5

 8 ­ 30  2000 ­ 3200 2 ­ 12.5

 30.01 ­ 40   2000 ­ 3200  2 ­ 12

 40.01 ­ 601)  2000 ­ 3050 2 ­ 12

 40.01 ­ 552)  2000 ­ 3050 2 ­ 12 

 55.01 ­ 602)  2000 ­ 2600 2 ­ 12

1) Optim 700 QL2) Optim 700 QL1

Plates longer than 12.5m (12m) can be delivered by separate agreement. 

Tolerances

Tolerances on dimensions and shapes:

• Heavy plates, EN 10029.

• Thickness tolerances EN 10029 Class A.

• Flatness EN 10029 Class N, steel type H.

Smaller tolerances can be agreed upon at the time of order.

Surface quality

Suface quality: EN10163­2 Class A 3.

Plates can be delivered in as­rolled or shop­primed condition. 

Properties

Materials testing

Materials testing and sampling are carried out in compliance with EN 10025­6.

Mechanical properties

Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Transverse tensile test.

Thicknessmm 

Rp0.2 or ReHMPa Minimum

Rm MPa A % Minimum

6 ­ 50  690 770 ­ 940 14

50.01 ­60  650 760 ­ 930  14

Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Impact strength test on longitudinal Charpy V specimens1).

Ruukki Optim  Optim 700 QL  Optim 700 QL1 

Testing temperature  ­40 °C ­60 °C

Impact energy, 10x10mm 30J minimum  30J minimum 

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

2

Ruukki Optim  Optim 700 QL  Optim 700 QL1 

Standard equivalence  S690QL EN 10025­6  S690QL1 EN 10025­6 

1) If agreed at the time of order, ChV 27J transverse minimum (according to EN 10025­6 option 30).

Chemical composition

Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Chemical composition, content % (ladle analysis), maximum. The steel is grainrefined

C Si Mn P S Cr  Cu  Ni  Mo B

0.20 0.80 1.70  0.020 0.010 1.50  0.50  2.00  0.70 0.005

Carbon equivalent values (CEV) 

CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

Optim 700 QL and Optim 700 QL1. CEV

Thickness mm: 6 ­ 12 (12) ­ 35 (35) ­ 40 (40) ­ 60

CEV maximum 0.43 0.53 0.63 0.63

CEV typical 0.40 0.50 0.56 0.58

Prefabrication services

A wide  variety  of  prefabrication  choices  is  available  for  heavy plates,  such as  cut  shapes,  bent  plates and precision  cutplates with edge bevels.

Wide flats

Wide flats from plate are ready for assembly and dimensionally accurate. They speed up the manufacture of steel structuresand  assembly,  and  avoid  wasting  material.  Thanks  to  the  extensive  range  available,  steel  grades  best  suited  for  theapplication in question can be used.

Bevelling

Precision cut plates with a bevelled edge are components that can be delivered directly to the installation site, which savestime and reduces transport and storage costs. The dimensionally accurate groove ensures uninterrupted automated weldingand fitting.

Bent plate products

Bent plate products are components  that are  ready  to be delivered  to  the  installation site, which  is beneficial  in  terms ofschedule as well as transport and storing costs. If needed, the products can also be ordered as shop­primed, furnished withwelding bevels, and cut to shape. Premarked matchmarks facilitate installation. 

Processing instructions

Optim  700  QL  steel  grade  is  designed  to  facilitate  all  the  workshop  processes,  such  as  cutting,  bending,  welding  andmachining. Due to its high yield strength, the quenched and tempered steel requires special care during plate processing. Ingeneral,  the  processing  technique  of  the  customer  has  a  crucial  role  in  achieving  good  performance  for  the  productsmanufactured  of  quenched  and  tempered  steels.  For  example,  it  is  recommended  to  bring  plates  stored  in  cold  placeindoors 24h prior to processing.

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

3

Bending

Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Minimum permissible bend radius, bend angle 90°

Thickness (t) mm Minimum permissible inside bend radius R

≤ 20 2.5 x t

No limitations on bending direction.

Welding

The weldability is good, and all common manual and automatic welding processes can be used. Welding has to be carriedout  in accordance with EN 10025­6 and EN 1011­2 (Welding. Recommendations for welding of metallic materials. Part 2:Arc welding  of  ferritic  steels). The  best  result  is  obtained  using  low  hydrogen welding methods  and  consumables  (weldmetal hydrogen content HD  is a maximum of 5 ml/100g). The surfaces  to be welded must be dry and clean  to eliminateremnants of rust, flaking, grease, or paint, as well as rough edges from flame cutting.

Download information about welding.

Working temperature

Recommendations for preheating and minimum working temperature are shown in Figure 1. 

Figure 1. Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Preheating and minimum working temperature recommendations (°C). Validfor welding consumables ≤H5. It is recommended to follow the instructions given in EN 1011­2.

Preheating is especially important when welding with low heat input, such as in tack welding or welding root passes.

Heat input and cooling time t8/5

For  welding  of  Optim  700 QL  the  cooling  time  recommendation  between  800℃ and  500℃  (t8/5) is  =  5  to  20  seconds.Correspondingly, for Optim 700 QL1 t8/5 is = 5 to 13 seconds. Recommendations for heat input based on the t8/5 times areshown  in  Figures  2  and  3.  In  the  figures,  the  "Qmax1"  lines  describe  the  heat  input  maximum  for  Optim  700  QL.Correspondingly, the "Qmax2" lines describe the heat input maximum for Optim 700 QL1. In all four welding cases below,the "Qmin" lines show the minimum recommended heat input values that are common for both Optim 700 QL and for Optim700QL1.

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

4

Figure 2. Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Butt welds. General heat input (Q) recommendations. Valid with matching orundermatching consumables with hydrogen content of ≤H5.

Figure 3. Optim 700 QL and Optim 700 QL1. Fillet weld  in T  joints. General heat  input  (Q)  recommendations. Valid withmatching or undermatching consumables with hydrogen content of ≤H5.

Four notes regarding heat input in Figures 2 and 3:

NOTE 1) A general recommendation for Optim 700 QL, heat input = Q min – Q max1 (t8/5= 5 to 20 seconds). NOTE 2) Ageneral recommendation for Optim 700 QL1, heat input = Q min – Q max2 (t8/5= 5 to 13 seconds).

Moreover, the heat input limit Q min – Q max2 is recommended for Optim 700 QL when the application requires optimizedweld joint strength and toughness.

NOTE 3) In multi­run welding, using the recommended heat put of figures 2 and 3, the maximum interpass temperature isas follows:

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

5

• +100°C, thickness 6 mm ≤ t ≤ 12 mm

• +125°C, thickness 12 mm < t ≤ 20 mm

• +175°C, thickness 20 mm < t ≤ 25 mm

• +225°C, thickness 25 mm < t ≤ 60 mm.

NOTE 4) In case when higher interpass temperature than above is needed, the maximum allowable heat input is lower thanthat in figures 2 and 3. The maximum allowable heat input is case­specific, and a welding procedure test is recommendedto be carried out in order to define it. However, the interpass temperature should not be higher than +300°C. 

Welding consumables

To eliminate the risk of cold cracking, the hydrogen content of the weld joint must be kept as low as possible. This meansthat  low­hydrogen  welding  consumables  (HD  ≤  5  ml/100g)  are  recommended.  The  consumables  have  to  be  protectedagainst any absorption of moisture during transport, storage and use. If necessary, the consumables (welding fluxes, basiccovered electrodes) have to be re­dried according to the manufacturer’s instructions immediately before welding.

The consumables shown in the table below are matching. Matching consumables provide structures that lead to the samestrength level as in the base material.

Consumables for welding of Optim 700 QL/QL1

Welding process / Consumables  EN Classification  AWS Classification 

MIG/MAG solid wire  EN ISO 16834  SFA / AWS A5.28 

OK AristoRod 69, Union NiMoCr,LNM MoNiVa, X70­IG, NiMoCr­IG 

G Mn3Ni1CrMo ER110S­G 

     

MIG/MAG metal cored wire  EN ISO 18276 / EN ISO17632  SFA / AWS A5.28 

OK Tubrod 14.03 T 69 4 Mn2NiMo M M 2 H5  E110C­G 

     

MIG/MAG flux cored wire  EN ISO 18276 / EN ISO 17632  SFA / AWS A5.28 

OK Tubrod 15.09, Megafil 742 M,Fluxofil M42, Union MV NiMoCr

T 69 4 Z P M 2 H50  E111T1­K3MJ­H4 

     

MMA, electrode  EN ISO 18275 / EN ISO 2560  SFA / AWS A5.5 

OK 75.75, FOX EV 85, TENACITO 80,Conarc 85 

E 69 4 Mn2NiCrMoB 42 H5  E 69 4 Mn2NiCrMoB 42 H5 

     

SAW wire + flux EN ISO 26304 / 14171 SFA / AWS A5.23

OK Autrod 13.43+OK Flux 10.62,Union S 3 NiMoCr + UV 421 TT

S 69 6 FB S3Ni2.5CrMo  F11A8­EG­G / F11A8­EG­G 

Consumables for welding of Optim 700 QL/QL1. Low­temperature (­60°C)

 MIG/MAG, Solid wire: NiCrMo 2,5­IG, Union NiMoCr

 MMA, Electrode: FOX EV 85

 SAW, Wire + Flux: 3 NiCrMo 2,5­UP + BB 24, Union S 3 NiMoCr + UV 421 TT

The  selection  tables  above  are  not  exclusive  and  should  not  be  taken  as  any  deprecation  of  the  suitability  of  othercorresponding consumables. Corresponding consumables  from other suppliers/manufacturers are equally applicable. Thevalidity of any recommendations should be verified with the manufacturer before welding.

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

6

Undermatching  consumables  (softer  than  the  base  material)  may  be  used  in  certain  applications.  These  lower  alloyedconsumables are suitable for  joints subjected to lower loads. Particularly root passes and single­pass fillet welds undergoan alloying through dilution with the parent steel. For these welds lower alloyed consumables are more often used than forthe filling and capping passes. The benefit of the lower alloyed consumables is that the ductility of the weld metal is betterthan that of the higher strength consumables.

Thermal cutting

The Optim 700 QL and Optim 700 QL1 steel grades are designed to facilitate all thermal cutting processes, including flame,plasma and  laser cutting. Under normal conditions  thermal cutting can be carried out without any difference compared  tocutting of low alloyed structural steels. Anyway, experience has shown that a slight preheating may be beneficial for flamecutting in workshop circumstances: +50°C for plate thicknesses 20 to 50 mm and +100°C for thicknesses 50 to 60 mm.

Heat treatment

Heat  treatment  is  mainly  used  in  order  to  reduce  residual  stresses  after  welding  and  other  workshop  fabrication.  Heattreatment  is  not  normally  used  nor  recommended  for  quenched  and  tempered  high­strength  steels.  Optim QL/QL1steels can  be  heat  treated  when  this  is  specified  in  the  design  instructions  of  the  steel  construction.  The  generalrecommended procedure for stress­relieving is as follows:

• Holding temperature +550 to +580°C

• Heating and cooling rate maximum 100°C/h

• Holding time 2 min/mm of single plate thickness, minimum 30 minutes.

Please note, that the strength and toughness properties in the welded joints as well as in the parent metal may be reduceddue to heat treatment. The exact changes of mechanical properties depend on how the heat treatment process is carriedout.

Hot working

The steel’s mechanical properties are achieved by a quenching and tempering process. Optim QL/QL1 steel grades are notsuited  for  applications  requiring  hot  working  at  temperatures  above  +550°C  since  the material may  lose  its  guaranteedmechanical properties.

Flame straightening

Flame  straightening  should  be  carried  out  under  consideration  of  the  mechanical  properties  of  the  steel.  The  hot  spottemperature must not exceed +550°C, as this could lead to local softening and strength reduction. Particular care must betaken if the structure is subject to dynamic loads and thus fatigue damage.

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

7

Safety instructions

High­strength  quenched  and  tempered  steels  must  be  processed  with  special  care  in  the  engineering  workshop.  Steelsupplier instructions and good engineering workshop practices form an essential part of work quality and safety. Appropriatehealth and safety precautions must be taken when welding, cutting, grinding or otherwise working high­strength Optim QL/QL1 steels. New employees must receive proper induction to their duties.

The content of this document has been created from web page last updated 31 Aug 2014Our sales and technical support are happy to give you more information. Visit www.ruukki.com/contact­us.

Optim QL/QL1 quenched and tempered structuralsteels

8