一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼及其焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金鋼材及其處理領(lǐng)域，特別是一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼及其焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的貨架梁用鋼材，由于使用普通鋼材，經(jīng)過彎曲拉伸處理后，彎曲部位的材料經(jīng)過延展，較其他部位更薄，彎曲部位一旦出現(xiàn)破損則落砂管往往直接報廢，無法再使用，造成了極大的浪費(fèi)；若將加厚的貨架梁用鋼材兩頭分別焊接在貨架上，由于傳統(tǒng)焊接工藝中，由于焊接引起的材料性能變壞，從而影響焊件原有的性能，或者焊縫由于焊接應(yīng)力或其他致脆因素共同作用下，產(chǎn)生裂紋和氣孔等，使用過程中容易破損脫落，且焊接過程中產(chǎn)生高溫及大量的有害氣體，既不節(jié)能也不環(huán)保，稍不留意就會對工作人員造成損傷，危害健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼及其焊接工藝，能夠顯著提高貨架梁用鋼材的耐磨抗沖擊能力，同時工藝操作簡單，節(jié)能環(huán)保。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼，所述鋼材坯料的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.13-0.28%，Si:0.20-0.30%，Mn:0.20-0.46%，Cr:0.85-0.95%，Ti:0.28-0.32%，Mo:0.16-0.22%，Nb:0.24-0.36%, Cu:0.05-0.07%, V:0.18-0.36%，Al:0.59-0.79%，稀土微量元素:0.25-0.32%，其余為Fe和雜質(zhì)，所述稀土微量元素的化學(xué)成分質(zhì)量百分含量為:Nd:2-4%, Ce:4-8%, Er:3_5%，Pr:2_6%，Pm:1_4%，Dy:0-5%，余量為La ;所述雜質(zhì)的總含量彡0.2%，其中，P彡0.005%, S彡0.007%, H彡0.004%, N彡O? 006%, O 45ppm ；
所述貨架梁用鋼材加工時依次包括進(jìn)料、電鍍、拉拔、調(diào)質(zhì)處理、保溫、酸洗、烘干及入庫工序，其中:
所述電鍍工序中，預(yù)鍍?nèi)芤篜H值為1.2-1.6，主鍍?nèi)芤篜H值為0.8-1.2 ；
所述拉拔工序中，鋼材坯料置于加熱爐中加熱至920-970°C后進(jìn)行拉拔，隨后立即進(jìn)行滲碳處理，處理時間為5-7小時，后冷卻至200-260°C并保溫，保溫時間為30-40分鐘；所述調(diào)質(zhì)處理工序包括以下步驟:將鋼材進(jìn)行加熱進(jìn)行淬火處理，淬火溫度在900-930°C，淬火保溫時間為2min/mmX板厚，淬火后在530-600°C回火，回火保溫時間為2min/mmX 板厚 +60min ；
所述保溫工序中，采用兩道冷卻工序?qū)⑺鲣摬睦鋮s至200-250°C，并保溫2.5-3.5小時；
第一道冷卻工序:采用風(fēng)冷以10-13°C /s的冷卻速率，將所述鋼材冷至380-400°C ;第二道冷卻工序:采用水冷以以3-5°C /s的冷卻速率，將所述鋼材水冷至200-250°C。
[0005]進(jìn)行冷卻時，若單純使用水冷，水中冷卻應(yīng)力大，工件容易變形開裂；單用空冷，則冷卻速度慢，淬透直徑小，工件不易淬透；本發(fā)明采用先空冷、后水冷的方法，不但保證工件心部有足夠的冷卻速度，而且避免了冷卻速度過大，造成工件內(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)應(yīng)力致使工件變形或開裂。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步限定技術(shù)方案:前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼，所述鋼材坯料的重量百分比化學(xué)成分為:c:0.13%，Si:0.20%，Mn:0.20%，Cr:0.85%，T1:0.28%，Mo:0.16%，Nb:0.24%, Cu:0.05%，V:0.18%，Al:0.59%，稀土微量元素:0.25%，其余為 Fe 和雜質(zhì)，所述稀土微量元素的化學(xué)成分質(zhì)量百分含量為:Nd:2%, Ce:4%, Er:3%，Pr:2%，Pm:1%，Dy:1%，余量為La ;所述雜質(zhì)的總含量彡0.2%，其中，P彡0.005%, S彡0.007%, H彡0.004%, N彡0.006%, O 45ppm ；
所述貨架梁用鋼材加工時依次包括進(jìn)料、電鍍、拉拔、調(diào)質(zhì)處理、保溫、酸洗、烘干及入庫工序，其中:
所述電鍍工序中，預(yù)鍍?nèi)芤篜H值為1.2，主鍍?nèi)芤篜H值為0.8 ;
所述拉拔工序中，鋼材坯料置于加熱爐中加熱至920°C后進(jìn)行拉拔，隨后立即進(jìn)行滲碳處理，處理時間為7小時，后冷卻至200°C并保溫，保溫時間為40分鐘；
所述調(diào)質(zhì)處理工序包括以下步驟:將鋼材進(jìn)行加熱進(jìn)行淬火處理，淬火溫度在900°C，淬火保溫時間為2min/mmX板厚，淬火后在530°C回火，回火保溫時間為2min/mmX板厚+60min ；
所述保溫工序中，采用兩道冷卻工序?qū)⑺鲣摬睦鋮s至200°C，并保溫3.5小時；
第一道冷卻工序:采用風(fēng)冷以10°C /s的冷卻速率，將所述鋼材冷至400°C;第二道冷卻工序:采用水冷以以5°C /s的冷卻速率，將所述鋼材水冷至200°C。
[0007]前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼，所述鋼材坯料的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.18%，Si:0.25%，Mn:0.26%，Cr:0.89%，T1:0.30%，Mo:0.19%，Nb:0.29%, Cu:0.06%，V:0.26%，Al:0.69%，稀土微量元素:0.29%，其余為Fe和雜質(zhì)，所述稀土微量元素的化學(xué)成分質(zhì)量百分含量為:Nd:3%, Ce:7%, Er -A0Z0, Pr -A0Z0, Pm:3%，Dy:2%，余量為La ;所述雜質(zhì)的總含量彡 0.2%，其中，P 彡 0.005%, S 彡 0.007%, H 彡 0.004%, N 彡 0.006%, O 彡 45ppm ；
所述貨架梁用鋼材加工時依次包括進(jìn)料、電鍍、拉拔、調(diào)質(zhì)處理、保溫、酸洗、烘干及入庫工序，其中:
所述電鍍工序中，預(yù)鍍?nèi)芤篜H值為1.4，主鍍?nèi)芤篜H值為1.0 ;
所述拉拔工序中，鋼材坯料置于加熱爐中加熱至950°C后進(jìn)行拉拔，隨后立即進(jìn)行滲碳處理，處理時間為6小時，后冷卻至240°C并保溫，保溫時間為35分鐘；
所述調(diào)質(zhì)處理工序包括以下步驟:將鋼材進(jìn)行加熱進(jìn)行淬火處理，淬火溫度在920°C，淬火保溫時間為2min/mmX板厚，淬火后在560°C回火，回火保溫時間為2min/mmX板厚+60min ；
所述保溫工序中，采用兩道冷卻工序?qū)⑺鲣摬睦鋮s至230°C，并保溫3小時；
第一道冷卻工序:采用風(fēng)冷以12°C /s的冷卻速率，將所述鋼材冷至390°C;第二道冷卻工序:采用水冷以以4°C /s的冷卻速率，將所述鋼材水冷至220°C。
[0008]前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼，一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼，
一種高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼的焊接工藝，選用焊料基材的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.14-0.18%，Si:0.10-0.30%，Mn:0.80-1.30%，P: ^ 0.015%，S: ^ 0.002%，Nb:0.020-0.050%，Ti:0.008-0.020%，N1:0.3-0.6%，Sb:0.52-0.65%，V:0.020-0.060%，Cr:
0.30-0.60%，Mo:0.20-0.70%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，
選擇的焊料中，Sb的含量為0.52-0.65%，不但可以細(xì)化焊料合金的組織，降低熔點(diǎn)，提高焊料的強(qiáng)度和潤濕性，同時可以避免Sb含量過大而造成焊料的脆性增大，影響機(jī)械加工性能和焊點(diǎn)的可靠性；Ni含量為0.3-0.6%，提高流動性的同時亦不會過多增加焊料的脆性，防止裂紋的形成；Mo含量為0.2-0.7%，鉬在燒結(jié)中優(yōu)先形成碳化物，直接作用是彌散強(qiáng)化，提高燒結(jié)件的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，提高穩(wěn)定性，降低脆性。
[0009]焊接前首先對鋼材進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150-220°C ;焊接完成后，緩慢加熱貨架梁用鋼材至520-580°C并保溫，保溫時間T根據(jù)鋼材厚度d計算，具體公式為T=8.5min/mmXd，其中，保溫時間T的單位為min，d的單位為毫米，之后真空緩冷至室溫。根據(jù)工件厚度，控制熱處理的保溫時間，去除焊接應(yīng)力的同時，不但降低了焊接引起的材料性能變壞的概率，而且很大程度上避免產(chǎn)生裂紋和氣孔等問題，使焊接部位更加牢固。
[0010]前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼的焊接工藝，選用焊料基材的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.14%，Si:0.10%，Mn:0.80%，P: ^ 0.015%，S: ^ 0.002%，Nb:0.020%，Ti:
0.008%，Ni:0.3%，Sb:0.52%，V:0.020%，Cr:0.30%，Mo:0.20%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)，其中:
焊接前首先對鋼材進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150°C ;焊接完成后，緩慢加熱貨架梁用鋼材至520°C并保溫，保溫時間T根據(jù)鋼材厚度d計算，具體公式為T=8.5min/mmXd，其中，保溫時間T的單位為min，d的單位為毫米，之后真空緩冷至室溫。
[0011]前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼的焊接工藝，選用焊料基材的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.16%，Si:0.20%，Mn:0.95%，P: ^ 0.015%，S: ^ 0.002%，Nb:0.035%，Ti:
0.012%，Sb:0.57%，N1:0.4%，V:0.040%，Cr:0.51%，Mo:0.45%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)，其中:
焊接前首先對鋼材進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為180°C ;焊接完成后，緩慢加熱貨架梁用鋼材至560°C并保溫，保溫時間T根據(jù)鋼材厚度d計算，具體公式為T=8.5min/mmXd，其中，保溫時間T的單位為min，d的單位為毫米，之后真空緩冷至室溫。
[0012]進(jìn)一步的，前述的高強(qiáng)度抗沖擊型貨架梁用鋼的焊接工藝，選用焊料基材的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.18%，Si:0.30%,Mn:1.30%，P:彡 0.015%，S..( 0.002%，Nb:0.