專利名稱：一種提高低碳結(jié)構(gòu)鋼塑變抗力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料的加工方法，特別涉及低碳結(jié)構(gòu)鋼的加工方法。
背景技術(shù)：
低碳結(jié)構(gòu)鋼具有一定的強(qiáng)度且成本低、焊接性及加工性能好等特點(diǎn)，可廣泛用于制作橋梁、車輛、起重運(yùn)輸機(jī)械及建筑等。然而，低碳結(jié)構(gòu)鋼的缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，受壓易變形， 已不能滿足一些重要工程結(jié)構(gòu)的需要，因此提高低碳結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度，尤其是塑變抗力具有重要的實(shí)際意義。通常提高低碳結(jié)構(gòu)鋼塑變抗力的方法主要是加入一種或多種合金元素， 如鉻、硅、錳、鉬、釩等。但采用該方法成本高，而且滿足不了一些工件的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡單、操作方便，成本低廉的提高低碳結(jié)構(gòu)鋼塑變抗力的方法。本發(fā)明主要是通過高壓和熱處理提高低碳結(jié)構(gòu)鋼的致密度從而有效提高低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
1、原材料原材料為低碳結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Wt%)為C 0. 17 0. 30%,Mn 0. 25 0. 80%, Si 0. 15 0. 40%, S = O. 030%, P = O. 35%。2、高壓處理將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為1 5GPa，加熱溫度為930 1000°C，保溫時(shí)間為15 30min，斷電保壓自然冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1. 0 1. 5L/min。通過控制高壓處理工藝參數(shù)及隨后的冷卻速度， 可以使低碳結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)高壓熱處理后的組織為馬氏體，同時(shí)也提高了低碳結(jié)構(gòu)鋼的致密度。3、熱處理將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼加熱，加熱溫度為150 200°C，保溫時(shí)間為100 150min，出爐空冷至室溫。通過該熱處理，可以消除由高壓處理所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以保證低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明工藝方法簡單、操作方便、成本低廉，較大幅度地提高了低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力，與加工處理前的低碳結(jié)構(gòu)鋼相比屈服強(qiáng)度(壓縮)提高了 600%左右，與常規(guī)熱處理方法相比提高了大約490%。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
采用低碳結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wt%)為C 0. 24%、Mn 0. 53%、Si 0. 35%、S 0.022%、P 0. 026%o將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放在CS-I I B型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為lGPa，加熱溫度為1000°C，保溫時(shí)間為15min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1.5L/min。然后再將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放入KLX-12B箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理，加熱溫度為180°C，保溫時(shí)間120min，出爐空冷至室溫，用DDL500電子萬能試驗(yàn)機(jī)測定上述低碳結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度(壓縮)較實(shí)施例前提高了 560.63%。實(shí)施例2采用低碳結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%)為C 0. 17%、Mn 0. 78%、Si 0. 15%、S 0.025%、P 0.031%。將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放在CS-I I B型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為3GPa，加熱溫度為930°C，保溫時(shí)間為30min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為l.OL/min。然后再將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放入KLX-12B箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理，加熱溫度為200°C，保溫時(shí)間lOOmin，出爐空冷至室溫。用DDL500電子萬能試驗(yàn)機(jī)測定上述低碳結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度(壓縮)較實(shí)施例前提高了 576.66%。實(shí)施例3
采用低碳結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%)為C 0.30%、Mn 0.27%、Si 0. 40%, S 0.029%，P 0.032%。將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放在CS-I I B型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為5GPa，加熱溫度為970°C，保溫時(shí)間為20min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1.2L/min。然后再將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放入KLX-12B箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理，加熱溫度為150°C，保溫時(shí)間150min，出爐空冷至室溫。用DDL500電子萬能試驗(yàn)機(jī)測定上述碳結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度(壓縮)較實(shí)施例前提高了 608. 65%。上述結(jié)果表明低碳結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)本發(fā)明方法處理后的塑變抗力大幅度提高，也明顯高于常規(guī)熱處理工藝(淬火+回火)處理的低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力，其結(jié)果見表1。表1不同狀態(tài)下低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種提高低碳結(jié)構(gòu)鋼塑變抗力的方法，其特征在于(1)原材料為低碳結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)襯％為C0. 17 0. 30%,Mn 0. 25 0. 80%, Si 0. 15 0. 40%, S^O. 030%, P^O. 35% ；(2)將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼放在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為1 5GPa，加熱溫度為 930 1000°C，保溫時(shí)間為15 30min，斷電保壓自然冷卻至室溫；(3)將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼加熱，加熱溫度為150 200°C，保溫時(shí)間為100 150min，出爐空冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高低碳結(jié)構(gòu)塑變抗力的方法，其特征在于六面頂壓機(jī)冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1. 0 1. 5L/min。
全文摘要
一種提高低碳結(jié)構(gòu)鋼塑變抗力的方法，其主要是將其化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%分別為C0.17～0.30%，Mn0.25～0.80%，Si0.15～0.40%，S≦0.030%，P≦0.35%的低碳結(jié)構(gòu)鋼放在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為1～5GPa，加熱溫度為930～1000℃，保溫時(shí)間為15～30min，斷電保壓自然冷卻至室溫，再將上述低碳結(jié)構(gòu)鋼加熱至150～200℃，保溫100～150min，出爐空冷。該工藝方法簡單、操作方便、質(zhì)量穩(wěn)定，能較大幅度地提高低碳結(jié)構(gòu)鋼的塑變抗力。
文檔編號C21D8/00GK102337453SQ20111033966
公開日2012年2月1日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者劉建華, 張瑞軍, 黃浩 申請人:燕山大學(xué)