CN102337453A

CN102337453A - 一种提高低碳结构钢塑变抗力的方法

Info

Publication number: CN102337453A
Application number: CN2011103396651A
Authority: CN
Inventors: 张瑞军; 黄浩; ***
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种提高低碳结构钢塑变抗力的方法，其主要是将其化学成分的质量分数wt%分别为C0.17～0.30%，Mn0.25～0.80%，Si0.15～0.40%，S≦0.030%，P≦0.35%的低碳结构钢放在六面顶压机上进行高压处理，压力为1～5GPa，加热温度为930～1000℃，保温时间为15～30min，断电保压自然冷却至室温，再将上述低碳结构钢加热至150～200℃，保温100～150min，出炉空冷。该工艺方法简单、操作方便、质量稳定，能较大幅度地提高低碳结构钢的塑变抗力。

Description

一种提高低碳结构钢塑变抗力的方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料的加工方法，特别涉及低碳结构钢的加工方法。

背景技术

低碳结构钢具有一定的强度且成本低、焊接性及加工性能好等特点，可广泛用于制作桥梁、车辆、起重运输机械及建筑等。然而，低碳结构钢的缺点是强度低，受压易变形，已不能满足一些重要工程结构的需要，因此提高低碳结构钢的强度，尤其是塑变抗力具有重要的实际意义。通常提高低碳结构钢塑变抗力的方法主要是加入一种或多种合金元素，如铬、硅、锰、钼、钒等。但采用该方法成本高，而且满足不了一些工件的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单、操作方便，成本低廉的提高低碳结构钢塑变抗力的方法。本发明主要是通过高压和热处理提高低碳结构钢的致密度从而有效提高低碳结构钢的塑变抗力。

本发明的技术方案如下：

1、原材料：原材料为低碳结构钢，其化学成分的质量分数（wt%）为：C 0.17～0.30%，Mn 0.25～0.80%，Si 0.15～0.40%，S≦0.030%，P≦0. 35%。

2、高压处理：将上述低碳结构钢放在六面顶压机上进行高压处理，压力为1～5GPa，加热温度为930～1000℃，保温时间为15～30min，断电保压自然冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.0～1.5L/min。通过控制高压处理工艺参数及随后的冷却速度，可以使低碳结构钢经高压热处理后的组织为马氏体，同时也提高了低碳结构钢的致密度。

3、热处理：将上述低碳结构钢加热，加热温度为150～200℃，保温时间为100～150min，出炉空冷至室温。通过该热处理，可以消除由高压处理所产生的内应力，以保证低碳结构钢的塑变抗力。

本发明的有益效果是：本发明工艺方法简单、操作方便、成本低廉，较大幅度地提高了低碳结构钢的塑变抗力，与加工处理前的低碳结构钢相比屈服强度(压缩)提高了600%左右，与常规热处理方法相比提高了大约490%。

具体实施方式：

实施例1

采用低碳结构钢，其化学成分（质量分数wt%）为：C 0.24%、 Mn 0.53%、Si 0.35%、S 0.022%、P 0.026%。将上述低碳结构钢放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为1GPa，加热温度为1000℃，保温时间为15min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.5L/min。然后再将上述低碳结构钢放入KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为180℃，保温时间120min，出炉空冷至室温，用DDL500电子万能试验机测定上述低碳结构钢的屈服强度(压缩)较实施例前提高了560.63%。

实施例2

采用低碳结构钢，其化学成分（质量分数wt%）为：C 0.17%、 Mn 0.78%、Si 0.15%、S 0.025%、P 0.031%。将上述低碳结构钢放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为3GPa，加热温度为930℃，保温时间为30min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.0L/min。然后再将上述低碳结构钢放入KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为200℃，保温时间100min，出炉空冷至室温。用DDL500电子万能试验机测定上述低碳结构钢的屈服强度(压缩)较实施例前提高了576.66%。

实施例3

采用低碳结构钢，其化学成分（质量分数wt%）为：C 0.30%、 Mn 0.27%、Si 0.40%，S 0.029%, P 0.032%。将上述低碳结构钢放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为5GPa，加热温度为970℃，保温时间为20min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.2L/min。然后再将上述低碳结构钢放入KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为150℃，保温时间150min，出炉空冷至室温。用DDL500电子万能试验机测定上述碳结构钢的屈服强度(压缩)较实施例前提高了608.65%。

上述结果表明：低碳结构钢经本发明方法处理后的塑变抗力大幅度提高，也明显高于常规热处理工艺（淬火+回火）处理的低碳结构钢的塑变抗力，其结果见表1。

表1 不同状态下低碳结构钢的塑变抗力测试结果

注：该表中的常规热处理工艺为：加热至950℃保温15min后，盐水冷至室温+200℃保温120min。

Claims

1.一种提高低碳结构钢塑变抗力的方法，其特征在于：

（1）原材料为低碳结构钢，其化学成分的质量分数wt%为：C 0.17～0.30%，Mn 0.25～0.80%，Si 0.15～0.40%，S≦0.030%，P≦0. 35%；

（2）将上述低碳结构钢放在六面顶压机上进行高压处理，压力为1～5GPa，加热温度为930～1000℃，保温时间为15～30min，断电保压自然冷却至室温；

（3）将上述低碳结构钢加热，加热温度为150～200℃，保温时间为100～150min，出炉空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的一种提高低碳结构塑变抗力的方法，其特征在于：六面顶压机冷却压头的循环水流量为1.0～1.5L/min。