本發(fā)明涉及金屬軋制，具體涉及一種超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的制造方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前鋼鐵工業(yè)中，高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼因其優(yōu)異的機(jī)械性能，如高強(qiáng)度、高韌性和良好的耐磨性，廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、汽車制造和船舶等領(lǐng)域，然而，隨著對(duì)結(jié)構(gòu)鋼性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的鋼鐵制造工藝已難以滿足高性能要求，因此，超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的制造技術(shù)逐漸受到關(guān)注。

2、超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是一種通過(guò)控制鋼材的晶粒尺寸，以細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)并顯著提升材料強(qiáng)度的高性能鋼材。通過(guò)采用控制軋制、控制冷卻等先進(jìn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)晶粒的細(xì)化，從而使鋼材在保持高強(qiáng)度的同時(shí)，具有良好的韌性和延展性。

3、其中，軋制工藝中，工件需要在軋輥之間來(lái)回移動(dòng)，這種方法通過(guò)多次反向壓軋，逐步減小工件的厚度，并精確控制其尺寸和形狀。反向軋制設(shè)備通常具有靈活性，適用于多品種、小批量的生產(chǎn)，然而，由于軋輥與工件之間存在高壓力接觸，工件表面可能會(huì)產(chǎn)生一些碎屑、氧化皮或其他微小的雜質(zhì)，這些碎屑有可能殘留在軋輥表面，這些殘留的碎屑如果不及時(shí)清理，可能會(huì)在工件的后續(xù)軋制過(guò)程中被壓入表面，導(dǎo)致表面缺陷，如劃痕、凹坑或不均勻的表面質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的制造方法，旨在至少在一定程度上緩解上述問(wèn)題。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的制造方法，該方法的具體步驟如下：

4、步驟一：按照設(shè)定的化學(xué)成分比例，選擇高純度的鐵(fe)余量、碳素(c)0.05％-0.15％、釩(v)0.01％-0.1％、鈦(ti)0.01％-0.05％、鎢(w)0.05％-0.2％、鈮(nb)0.01％-0.1％合金元素，鐵作為基礎(chǔ)元素，提供鋼材的主體結(jié)構(gòu)；碳素提高鋼材的硬度和強(qiáng)度；釩增強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度和耐磨性，并細(xì)化晶粒；鈦消除氧化物和氮化物，進(jìn)一步細(xì)化晶粒；鎢提高鋼材的耐熱性和硬度；鈮增強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度和韌性，并細(xì)化晶粒，這些原料需經(jīng)過(guò)精確稱量并充分混合，確保最終鋼材的化學(xué)成分符合要求；

5、步驟二：將混合好的原材料投入電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度控制在1600℃，熔煉時(shí)間為2小時(shí)，在熔煉過(guò)程中，進(jìn)行除渣操作，去除鋼液中的雜質(zhì)，熔煉結(jié)束后，通過(guò)氬氣吹掃進(jìn)行精煉，以進(jìn)一步去除氧、氮、硫等有害元素；

6、步驟三：將精煉后的鋼液通過(guò)連鑄工藝鑄造成直徑為200毫米的圓坯，鑄造過(guò)程中，冷卻速度控制在20℃/秒，以確保鑄坯晶粒細(xì)化，避免粗大晶粒的形成，鑄造完成后，采用超聲波探傷檢查鑄坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保無(wú)偏析、縮孔等缺陷；

7、步驟四：將加熱后的鋼坯在輥軋機(jī)上進(jìn)行多道次軋制，在軋制過(guò)程中，工件在軋輥之間來(lái)回移動(dòng)，軋輥與工件之間存在高壓力接觸，確保最終產(chǎn)品的尺寸精度；

8、步驟五：軋制完成后，立即對(duì)鋼材進(jìn)行水冷，冷卻速度為10℃/秒，通過(guò)精確控制冷卻速度，細(xì)化鋼材晶粒，使最終晶粒尺寸控制在10微米以下，冷卻后的鋼材進(jìn)行淬火處理，淬火溫度控制在850℃，保溫時(shí)間為30分鐘，淬火后立即進(jìn)行回火處理，回火溫度為600℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，以提升鋼材的強(qiáng)度和韌性，處理完成后，對(duì)鋼材進(jìn)行酸洗和全面質(zhì)量檢驗(yàn)，確保尺寸精度和表面質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

9、其中，所述輥軋機(jī)包括輥軋架，所述輥軋架上設(shè)有兩個(gè)盒體，所述盒體內(nèi)設(shè)有軋輥，所述輥軋機(jī)上設(shè)有兩個(gè)平臺(tái)，兩個(gè)所述平臺(tái)位于所述軋輥的兩側(cè)，所述平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)輸送輥，所述盒體內(nèi)設(shè)有收集盒，所述輥軋架上設(shè)有工業(yè)吸塵器，所述工業(yè)吸塵器的吸氣端與所述收集盒連通，所述輥軋架與所述輸送輥之間設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)所述輸送輥的驅(qū)動(dòng)部件，兩個(gè)所述盒體之間設(shè)有用于移動(dòng)所述軋輥的移動(dòng)部件，所述移動(dòng)部件能夠在所述輸送輥逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)移動(dòng)所述軋輥的位置，兩個(gè)所述軋輥相互遠(yuǎn)離的移動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)部件還能夠在旋轉(zhuǎn)所述輸送輥時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)所述軋輥。

10、優(yōu)選的，所述移動(dòng)部件包括滑動(dòng)連接于所述輥軋架上的支架，所述軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述支架上，所述盒體上開(kāi)設(shè)有避讓口，所述軋輥滑動(dòng)連接于所述避讓口內(nèi)，所述軋輥架上連接有支撐架，所述支撐架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一絲桿，所述支架上連接有與所述第一絲桿螺紋連接的螺紋管。

11、優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)部件包括連接于所述輸送輥上的第一齒輪，所述輥軋架上的滑動(dòng)架，所述滑動(dòng)架上連接有與所述第一齒輪嚙合的第一齒條，所述滑動(dòng)架上連接有第二齒條，所述第一絲桿上連接有與所述第二齒條嚙合的第二齒輪。

12、優(yōu)選的，所述第一絲桿上連接有連接環(huán)，所述第二齒輪的內(nèi)側(cè)壁開(kāi)設(shè)有連接槽，所述連接槽內(nèi)滑動(dòng)連接有頂桿，所述頂桿的一端為半圓球形，所述連接環(huán)的外壁開(kāi)設(shè)有與所述頂桿的半圓球形端適配的頂槽，所述頂桿與所述連接槽之間連接有第一彈簧。

13、優(yōu)選的，所述移動(dòng)部件還包括連接于所述滑動(dòng)架上的連桿，所述第二齒條連接于所述連桿上，所述連桿上還設(shè)有第三齒條，所述軋輥上連接有與所述第三齒條嚙合的第三齒輪。

14、優(yōu)選的，所述第三齒條滑動(dòng)連接于所述連桿上，所述第三齒條與所述連桿之間設(shè)有第二彈簧。

15、優(yōu)選的，所述收集盒連接于所述盒體內(nèi)部的右側(cè)，所述收集盒的一端為傾斜狀，所述盒體上連接有抽吸管，所述抽吸管上開(kāi)設(shè)有與所述收集盒連通的側(cè)邊開(kāi)口，所述抽吸管與所述工業(yè)吸塵器連通。

16、優(yōu)選的，所述輥軋架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二絲桿，所述第二絲桿為往復(fù)絲桿，所述滑動(dòng)架滑動(dòng)連接于所述第二絲桿上，所述軋輥架上連接有電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與所述第二絲桿之間連接有第一鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

17、優(yōu)選的，每?jī)蓚€(gè)所述輸送輥之間連接有第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

18、優(yōu)選的，所述平臺(tái)上連接有連接架，所述連接架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有多個(gè)限位軸，所述限位軸與所述輸送輥的位置對(duì)應(yīng)。

19、綜上所述，本發(fā)明主要具有以下有益效果：

20、1、工件支撐與定位精準(zhǔn)：

21、作業(yè)人員可將需要軋制的工件放置于平臺(tái)上，平臺(tái)上的輸送輥對(duì)工件進(jìn)行有效支撐與限位，確保工件能夠準(zhǔn)確地進(jìn)入軋輥的軋制通道。這種支撐與定位機(jī)制保證了工件在軋制過(guò)程中穩(wěn)定可靠，提高了軋制的精度和一致性。

22、2、自動(dòng)化清潔功能：

23、通過(guò)設(shè)置的收集盒和工業(yè)吸塵器，能夠?qū)崟r(shí)清除軋輥表面的碎屑和氧化皮。收集盒刮除軋輥上的雜質(zhì)，工業(yè)吸塵器吸走這些雜質(zhì)，防止了雜質(zhì)在后續(xù)軋制過(guò)程中被壓入工件表面，避免了表面缺陷的產(chǎn)生。

24、3、靈活的軋制操作：

25、驅(qū)動(dòng)部件能夠控制輸送輥的旋轉(zhuǎn)，支持工件在軋輥之間的進(jìn)出移動(dòng)。通過(guò)反向旋轉(zhuǎn)輸送輥，移動(dòng)部件能夠調(diào)整軋輥的位置，實(shí)現(xiàn)軋輥的復(fù)位，優(yōu)化了軋制效率和質(zhì)量。

26、4、高效清潔和減少缺陷：

27、在每次軋制周期中，配合收集盒和工業(yè)吸塵器的清潔功能，確保了軋輥和工件表面始終保持干凈。進(jìn)一步減少了由于雜質(zhì)殘留導(dǎo)致的表面缺陷，如劃痕、凹坑或不均勻的表面質(zhì)量，提高了最終鋼材的質(zhì)量。

28、5、提高生產(chǎn)效率：

29、通過(guò)自動(dòng)化的清潔和軋制調(diào)整機(jī)制，減少了人工干預(yù)的需要，提升了生產(chǎn)線的整體效率。整個(gè)軋制過(guò)程的自動(dòng)化操作和有效的雜質(zhì)清除，使得鋼材在生產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到預(yù)定的最終尺寸和表面質(zhì)量要求，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。

30、這種優(yōu)化的輥軋機(jī)設(shè)計(jì)有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中工件表面存在的碎屑、氧化皮或其他微小雜質(zhì)殘留問(wèn)題，提高了超細(xì)晶粒高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的制造質(zhì)量，并符合現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)對(duì)高性能鋼材的嚴(yán)格要求。