CN104988396B - 一种含锆起重机悬臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含锆起重机悬臂，通过起重机悬臂的内外双层结构，同时，选择合适的合金元素，特别是锆元素作为有益的合金化元素引入到起重机悬臂，从而保证了起重机悬臂具有良好的抗拉强度，并且成本控制在合理的范围之内，使起重机悬臂在实际应用中保持了良好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及起重机领域，具体的说，是涉及一种含锆起重机悬臂。
背景技术
起重机，指用吊钩或其他取物装置吊挂重物的装置。按结构可分为桥架型起重机、缆索型起重机和臂架型起重机三大类，按取物装置可分为吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机等十五类，按照移动方式可分为固定式起重机、爬升式起重机、便移式起重机、径向回转起重机、行走式起重机五大类，按照驱动方式可分为手动起重机、电动起重机、液压起重机三类。还有按照回转能力、支承方式、操作方式等来分类的。现有技术中，抗拉强度950MPa级和1180MPa级高强度钢板的基本组织是回火马氏体和下贝茵体。为实现钢的高强度，除了对钢进行组织控制，还利用了析出强化和细晶强化等强化机制。在组织调控方面，过去采用的工艺是热轧后进行再加热淬火-回火热处理(RQ-T)，上世纪80年代后开发出TMCP技术，因此改变为省略再加热淬火的直接淬火-回火热处理(DQ-T)，利用该工艺可以减少合金元素用量和缩短生产周期。而合金元素的减量有利于焊接性的改善和降低焊接预热温度。
在起重机悬臂用钢的韧性方面，钢的强度越高，应力越大，脆性断裂的危险性越大。因此，对高强钢提出低温韧性的要求。在钢板外观方面，外观质量日益受到重视，对于起重机悬臂来说，为避免应力集中，也要求对钢板表面瑕疵进行严格控制。在钢板平坦度方面，为使起重机悬臂伸缩时具有良好的抽动性，以及保证焊接坡口精度，要求对薄钢板的平坦度进行严格控制。目前，需要考虑的主要问题：使起重机悬臂具备所需的微观结构，选择出适合于起重机悬臂的合金元素，并兼顾成本问题；鉴于起重机悬臂的特殊用途，必须严格控制杂质含量；以及热处理工艺中，钢板中残余应力较大，导致了板形问题，同时也增加了工序与成本。
发明内容
为了解决上述起重机悬臂的使用性能问题，本发明提供了一种含锆起重机悬臂，该含锆起重机悬臂通过对微观结构的控制，使其具有优异的抗拉强度。
本发明采用的技术方案是：一种含锆起重机悬臂，所述起重机悬臂的钢材元素成分中包括锆元素，并且，所述起重机悬臂具有内外双层结构，该外层结构为贝氏体结构，该内层结构被所述外层结构所包裹，所述内层结构具有珠光体结构。
所述起重机悬臂的钢材元素成分按重量百分比计为：0.24％～0.28％的C，0.10％～0.18％的Si，1.05％～1.20％的Mn，1.05％～1.10％的Zr，0.10％～0.20％的Ti，0.0001％～0.001％的B，0.03％～0.05％的V，不大于0.001％的S，不大于0.001％的P，不大于0.10％的Cu，不大于0.10％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。
所述起重机悬臂的热处理工艺为：a、以10～12℃/min的加热速度加热钢坯至1000～1100℃，保温60～120分钟；b、采用成形工序使所述钢坯成形为起重机悬臂；c、将成形的所述起重机悬臂在320～360℃进行等温淬火处理。
可选地，所述起重机悬臂的外层结构还含有12～15％的索氏体结构，所述内层结构还含有8～10％的索氏体结构。
可选地，所述起重机悬臂具有1100N/mm2～1200N/mm2的抗拉强度。
本发明的优点是：本发明通过起重机悬臂的内外双层结构，同时，选择合适的合金元素，特别是锆元素作为有益的合金化元素引入到起重机悬臂，从而保证了起重机悬臂具有良好的抗拉强度，并且成本控制在合理的范围之内，使起重机悬臂在实际应用中保持了良好的力学性能。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。
实施例1：
一种含锆起重机悬臂，所述起重机悬臂的钢材元素成分中包括锆元素，并且，所述起重机悬臂具有内外双层结构，该外层结构为贝氏体结构，该内层结构被所述外层结构所包裹，所述内层结构具有珠光体结构。所述起重机悬臂的钢材元素成分按重量百分比计为：0.25％的C，0.18％的Si，1.20％的Mn，1.10％的Zr，0.10％的Ti，0.0001％的B，0.05％的V，不大于0.001％的S，不大于0.001％的P，不大于0.10％的Cu，不大于0.10％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。所述起重机悬臂的热处理工艺为：a、以10℃/min的加热速度加热钢坯至1100℃，保温120分钟；b、采用成形工序使所述钢坯成形为起重机悬臂；c、将成形的所述起重机悬臂在360℃进行等温淬火处理。
实施例2：
一种含锆起重机悬臂，所述起重机悬臂的钢材元素成分中包括锆元素，并且，所述起重机悬臂具有内外双层结构，该外层结构为贝氏体结构，该内层结构被所述外层结构所包裹，所述内层结构具有珠光体结构。所述起重机悬臂的钢材元素成分按重量百分比计为：0.24％的C，0.10％的Si，1.20％的Mn，1.05％的Zr，0.20％的Ti，0.001％的B，0.05％的V，不大于0.001％的S，不大于0.001％的P，不大于0.10％的Cu，不大于0.10％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。所述起重机悬臂的热处理工艺为：a、以12℃/min的加热速度加热钢坯至1000℃，保温100分钟；b、采用成形工序使所述钢坯成形为起重机悬臂；c、将成形的所述起重机悬臂在350℃进行等温淬火处理。所述起重机悬臂的外层结构还含有15％的索氏体结构，所述内层结构还含有10％的索氏体结构。所述起重机悬臂具有1200N/mm2的抗拉强度。
实施例3：
一种含锆起重机悬臂，所述起重机悬臂的钢材元素成分中包括锆元素，并且，所述起重机悬臂具有内外双层结构，该外层结构为贝氏体结构，该内层结构被所述外层结构所包裹，所述内层结构具有珠光体结构。所述起重机悬臂的钢材元素成分按重量百分比计为：0.28％的C，0.15％的Si，1.20％的Mn，1.10％的Zr，0.20％的Ti，0.0001％的B，0.04％的V，不大于0.001％的S，不大于0.001％的P，不大于0.10％的Cu，不大于0.10％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。所述起重机悬臂的热处理工艺为：a、以11℃/min的加热速度加热钢坯至1050℃，保温60分钟；b、采用成形工序使所述钢坯成形为起重机悬臂；c、将成形的所述起重机悬臂在320℃进行等温淬火处理。所述起重机悬臂的外层结构还含有12％的索氏体结构，所述内层结构还含有8％的索氏体结构。所述起重机悬臂具有1300N/mm2的抗拉强度。
对比例1：
将与本发明实施例组成成分相同的钢材，在其他热处理工艺下，如传统的淬火-回火热处理，其所获得的起重机悬臂的抗拉强度仅为800N/mm2，并且使用寿命也大幅度缩短。
对比例2：
采用同样的热处理步骤，但改变本发明实施例钢材的组成元素，则最终所得到的起重机悬臂的抗拉强度为850N/mm2。
由实施例1-3和对比例1和2可以看出，通过起重机悬臂的内外双层结构，同时，选择合适的合金元素，特别是锆元素作为有益的合金化元素引入到起重机悬臂，从而保证了起重机悬臂具有良好的抗拉强度，并且成本控制在合理的范围之内，使起重机悬臂在实际应用中保持了良好的力学性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种含锆起重机悬臂，其特征在于：所述起重机悬臂的钢材元素成分中包括锆元素，并且，所述起重机悬臂具有内外双层结构，该外层结构为贝氏体结构，该内层结构被所述外层结构所包裹，所述内层结构具有珠光体结构；
所述起重机悬臂的钢材元素成分按重量百分比计为：0.24％～0.28％的C，0.10％～0.18％的Si，1.05％～1.20％的Mn，1.05％～1.10％的Zr，0.10％～0.20％的Ti，0.0001％～0.001％的B，0.03％～0.05％的V，不大于0.001％的S，不大于0.001％的P，不大于0.10％的Cu，不大于0.10％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种含锆起重机悬臂，其特征在于，所述起重机悬臂的热处理工艺为：
a、以10～12℃/min的加热速度加热钢坯至1000～1100℃，保温60～120分钟；
b、采用成形工序使所述钢坯成形为起重机悬臂；
c、将成形的所述起重机悬臂在320～360℃进行等温淬火处理。
3.根据权利要求1所述的一种含锆起重机悬臂，其特征在于，所述起重机悬臂的外层结构还含有12～15％的索氏体结构，所述内层结构还含有8～10％的索氏体结构。
4.根据权利要求1所述的一种含锆起重机悬臂，其特征在于，所述起重机悬臂具有1100～1300N/mm2的抗拉强度。
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