本發(fā)明涉及門窗鋼，具體涉及高強(qiáng)度門窗鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
：門窗是建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中重要的組成部分，按其組成材料來分，常見的門窗有木質(zhì)門窗、玻璃門窗、鋁合金門窗和合金鋼門窗等。木質(zhì)門窗易燃、易變形，被破壞后不易修復(fù)，容易開裂，結(jié)疤，抗腐蝕性能差，易受蟲蛀等影響，且受潮易發(fā)生霉變。玻璃門窗存在易碎的缺陷從而限制其應(yīng)用。鋁合金門窗易變形，且鋁材是高耗能產(chǎn)品。合金鋼門窗具有強(qiáng)度大、便于加工、成本低廉，運(yùn)營管理費(fèi)用低、價(jià)格低的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于門窗。但是，當(dāng)前市售的用于門窗的鋼在使用中其表面易發(fā)生銹蝕、磨損現(xiàn)象，且其表面易受到腐蝕，此外，其強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)械力學(xué)性能也存在缺陷，從而影響其美觀和使用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一是提供條件溫和、操作簡單的高強(qiáng)度門窗鋼的制備方法。本發(fā)明的另一目的是提供由上述方法制備而成的具有高強(qiáng)度等優(yōu)異機(jī)械力學(xué)性能的高強(qiáng)度門窗鋼。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度門窗鋼的制備方法為：(1)將合金鋼進(jìn)行水洗和醇洗，接著進(jìn)行無氧煅燒，然后置于活性劑中進(jìn)行活化處理；(2)將經(jīng)活化處理后的合金鋼依次進(jìn)行第一加熱和第二加熱的熱處理；(3)將經(jīng)熱處理后的合金鋼進(jìn)行淬火、加熱、冷卻，接著置于氯化鎂溶液中以制得高強(qiáng)度門窗鋼；其中，以重量份計(jì)，合金鋼中各元素含量為：C：0.25-0.55％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.20-0.30％，Mo：0.3-0.55％，Mg：0.15-0.4％，Ge：0.05-0.15％，余量為Fe；活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯和甘膽酸鈉中的一種或多種；在步驟(3)中，加熱的步驟為：自40-45℃以20-25℃/min的升溫速率升溫至400-420℃，并于400-420℃下保溫60-80min。在上述制備方法中，無氧煅燒的溫度和時(shí)間可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為提高該合金鋼的清潔度，并提高其機(jī)械力學(xué)性能，優(yōu)選地，無氧煅燒的溫度為260-300℃，無氧煅燒的時(shí)間為5-6h。在上述制備方法中，活性劑的具體濃度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為提高活化處理的活化效果，同時(shí)為保證合金鋼不受損傷，優(yōu)選地，活性劑的濃度為30-40g/L。在上述制備方法中，活化處理的時(shí)間可以在寬的范圍內(nèi)選擇，同樣從活化效果上考慮，優(yōu)選地，活化處理的時(shí)間為30-50s。在上述制備方法中，第一加熱和第二加熱的具體步驟可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為提高所制得高強(qiáng)度門窗鋼的強(qiáng)度等機(jī)械力學(xué)性能，優(yōu)選地，第一加熱的步驟為：自22-26℃以20-25℃/min的升溫速率升溫至580-620℃，并于580-620℃下保溫60-80min；第二加熱的步驟為：自580-620℃以10-15℃/min的升溫速率升溫至780-820℃，并于780-820℃下保溫160-180min。在上述制備方法中，淬火中用到的淬火劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為提高所制得高強(qiáng)度門窗鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性，優(yōu)選地，淬火的步驟中用到的淬火劑為PAG淬火劑。其中PAG淬火劑是由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物組成的水溶性淬火介質(zhì)。在上述制備方法中，PAG淬火劑的具體濃度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為提高所制得高強(qiáng)度門窗鋼的機(jī)械力學(xué)性能，優(yōu)選地，PAG淬火劑的體積濃度為6-10％。在上述制備方法中，冷卻的具體步驟可以在寬的范圍內(nèi)選擇，同樣為提高所制得高強(qiáng)度門窗鋼的機(jī)械力學(xué)性能，優(yōu)選地，冷卻的具體步驟為：先水冷至120-150℃，再自然冷卻至18-25℃。在上述制備方法中，氯化鎂溶液的具體濃度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為提高所制得高強(qiáng)度門窗鋼的品質(zhì)，優(yōu)選地，氯化鎂溶液的體積濃度為18-22g/L。本發(fā)明還提供了高強(qiáng)度門窗鋼，該高強(qiáng)度門窗鋼是通過上述的方法制備而成。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過先將合金鋼進(jìn)行水洗、醇洗、無氧煅燒，接著，置于活性劑中進(jìn)行活化處理，然后將上述合金鋼依次進(jìn)行第一加熱和第二加熱的熱處理，最后進(jìn)行淬火、加熱、冷卻，接著置于氯化鎂溶液中制得高強(qiáng)度門窗鋼。在此過程中，水洗和醇洗能夠?qū)辖痄摫砻孢M(jìn)行粗洗，無氧煅燒能夠提高合金鋼的硬度等機(jī)械性能，且能夠提升其品質(zhì)，而活化初六則能夠?qū)辖痄摫砻孢M(jìn)行精洗以去除表面的氧化物和碳等雜質(zhì)；第一加熱和第二加熱的熱處理可以顯著的提高該合金鋼的硬度、強(qiáng)度；最后置于氯化鎂溶液中的操作能夠起到鈍化的作用。該方法為一種成本低廉、綠色環(huán)保和操作簡單的方法，制得的高強(qiáng)度門窗鋼具有高強(qiáng)度等優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。實(shí)施例1(1)將合金鋼進(jìn)行水洗和醇洗，接著在265℃的溫度下進(jìn)行5h的無氧煅燒，然后置于濃度為30g/L的十二烷基苯磺酸鈉中進(jìn)行35s的活化處理；(2)將經(jīng)活化處理后的合金鋼自22℃以20℃/min的升溫速率升溫至585℃，并于585℃下保溫60min以進(jìn)行第一加熱的熱處理；接著自585℃以10℃/min的升溫速率升溫至780℃，并于780℃下保溫160min以進(jìn)行第二加熱的熱處理；(3)將經(jīng)熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為6％的PAG淬火劑進(jìn)行淬火、接著自40℃以20℃/min的升溫速率升溫至400℃，并于400℃下保溫65min以進(jìn)行加熱、然后先水冷至125℃，再自然冷卻至18℃，最后置于體積濃度為18g/L的氯化鎂溶液中以制得高強(qiáng)度門窗鋼A1；其中，以重量份計(jì)，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.25％，Si：0.15％，Mn：0.20％，Mo：0.3％，Mg：0.15％，Ge：0.05％，余量為Fe。實(shí)施例2(1)將合金鋼進(jìn)行水洗和醇洗，接著在300℃的溫度下進(jìn)行6h的無氧煅燒，然后置于濃度為40g/L的脂肪酸甘油酯中進(jìn)行50s的活化處理；(2)將經(jīng)活化處理后的所述合金鋼自25℃以25℃/min的升溫速率升溫至620℃，并于620℃下保溫80min以進(jìn)行第一加熱的熱處理；接著自620℃以15℃/min的升溫速率升溫至820℃，并于820℃下保溫180min以進(jìn)行第二加熱的熱處理；(3)將經(jīng)熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為10％的PAG淬火劑進(jìn)行淬火、接著自45℃以25℃/min的升溫速率升溫至420℃，并于420℃下保溫80min以進(jìn)行加熱、然后先水冷至150℃，再自然冷卻至25℃，最后置于體積濃度為22g/L的氯化鎂溶液中以制得高強(qiáng)度門窗鋼A2；其中，以重量份計(jì)，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.55％，Si：0.35％，Mn：0.30％，Mo：0.55％，Mg：0.4％，Ge：0.15％，余量為Fe。實(shí)施例3(1)將合金鋼進(jìn)行水洗和醇洗，接著在280℃的溫度下進(jìn)行5.5h的無氧煅燒，然后置于濃度為35g/L的甘膽酸鈉中進(jìn)行40s的活化處理；(2)將經(jīng)活化處理后的所述合金鋼自24℃以22℃/min的升溫速率升溫至600℃，并于600℃下保溫70min以進(jìn)行第一加熱的熱處理；接著自600℃以13℃/min的升溫速率升溫至800℃，并于800℃下保溫170min以進(jìn)行第二加熱的熱處理；(3)將經(jīng)熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為8％的PAG淬火劑進(jìn)行淬火、接著自43℃以23℃/min的升溫速率升溫至410℃，并于410℃下保溫70min以進(jìn)行加熱、然后先水冷至135℃，再自然冷卻至22℃，最后置于體積濃度為20g/L的氯化鎂溶液中以制得高強(qiáng)度門窗鋼A2；其中，以重量份計(jì)，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.35％，Si：0.25％，Mn：0.25％，Mo：0.4％，Mg：0.25％，Ge：0.1％，余量為Fe。對比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得門窗鋼B1，所不同的是，在步驟(1)中未進(jìn)行無氧煅燒。對比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得門窗鋼B2，所不同的是，在步驟(1)中未進(jìn)行活化處理。對比例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得門窗鋼B3，所不同的是，在步驟(2)中未進(jìn)行第二加熱的熱處理。對比例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得門窗鋼B4，所不同的是，在步驟(3)中加熱的步驟為：自5℃以50℃/min的升溫速率升溫至200℃，并于200℃下保溫30min。檢測例1將上述實(shí)施例和對比例制得的合金鋼A1-A3，B1-B4進(jìn)行機(jī)械力學(xué)性能的檢測，具體結(jié)果見表1。表1A1A2A3B1B2B3B4屈服強(qiáng)度/MPa780800780550560540600抗拉強(qiáng)度/MPa800780800600520540620布氏硬度/HB340320330150160140160通過上述檢測例可知，上述實(shí)施例所制備的高強(qiáng)度門窗鋼具有屈服強(qiáng)度大、抗拉強(qiáng)度大和高硬度；而未進(jìn)行無氧煅燒、未進(jìn)行活化處理、未進(jìn)行第二加熱的熱處理等對比例所制得的合金鋼的屈服強(qiáng)度小、抗拉強(qiáng)度小、硬度低。這表明本發(fā)明提供的高強(qiáng)度門窗鋼是各步驟相統(tǒng)一作用的結(jié)果，具有高強(qiáng)度等優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能。此外，從本發(fā)明的制備過程可以看出，本發(fā)明提供的高強(qiáng)度門窗鋼的制備方法條件溫和，操作簡單。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3