高強(qiáng)度鋼的制備方法及高強(qiáng)度鋼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼的制備方法及高強(qiáng)度鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]錨桿的材料為合金鋼，主要用于礦山、邊坡、隧道壩堤等工程進(jìn)行主動(dòng)加固。近十年來，用于加固的錨桿的極限承載力、長度和錨固力的集中度均有穩(wěn)步增長的趨勢，然而目前國內(nèi)技術(shù)上對835MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼的熱處理方法存在空缺。隨著高層及超高層建筑的崛起，矛頭、隧道、壩堤的興建，錨桿的應(yīng)用越來越廣泛，市場對高強(qiáng)度錨桿的需求增加，為提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，如何經(jīng)過熱處理獲得高強(qiáng)度錨桿成了急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對835MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼的熱處理方法存在空缺的問題，提供一種高強(qiáng)度鋼的制備方法及高強(qiáng)度鋼。
[0004]一種高強(qiáng)度鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0005]將合金鋼加熱到600?650°C，并保溫90?180分鐘，之后加熱到820?870°C，并保溫120?240分鐘得到奧氏體化的合金鋼，其中，所述合金鋼以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括0.25%?0.55% 的 C，0.17%?0.37% 的 Si，0.40%?1.50% 的Mn，0.60%?1.20% 的 Cr，0.15%?0.30%的Mo，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，各組分百分?jǐn)?shù)之和為100% ；
[0006]將所述奧氏體化的合金鋼淬火得到馬氏體化的合金鋼，淬火后的所述馬氏體化的合金鋼的溫度不高于70°C ;
[0007]將所述馬氏體化的合金鋼加熱到460?600°C，并保溫180?300分鐘，冷卻后得到高強(qiáng)度鋼。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述合金鋼還包括0.04%?0.50%的Ti或V。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述合金鋼為圓柱型，直徑為D，0 < D彡160mm。。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述淬火采用的淬火液為PAG淬火液。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述PAG淬火液的體積濃度為6?8%。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述冷卻后得到高強(qiáng)度鋼的步驟中，先水冷降溫至350°C以下，再空氣冷卻至常溫。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將合金鋼加熱到600 °C，并保溫90分鐘，之后加熱到840°C，并保溫120分鐘得到奧氏體化的合金鋼，其中，所述合金鋼以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括0.32%?0.40% 的 C，0.17%?0.37% 的 Si，0.40%?0.70% 的Mn，0.80%?1.10% 的 Cr，0.80%?1.10%的Mo，所述合金鋼的直徑為30mm ;將所述奧氏體化的合金鋼淬火得到馬氏體化的合金鋼，淬火后的所述馬氏體化的合金鋼的溫度為70°C ;將所述馬氏體化的合金鋼加熱到560°C，并保溫180分鐘，冷卻后得到高強(qiáng)度鋼。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將合金鋼加熱到600 °C，并保溫120分鐘，之后加熱到850°C，并保溫140分鐘得到奧氏體化的合金鋼，其中，所述合金鋼以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括0.38%?0.45% 的 C，0.17%?0.37% 的 Si，0.50%?0.80% 的Mn，0.90%?1.20% 的 Cr，0.15%?0.25%的Mo，所述合金鋼的直徑為70mm ;將所述奧氏體化的合金鋼淬火得到馬氏體化的合金鋼，淬火后的所述馬氏體化的合金鋼的溫度為50°C ;將所述馬氏體化的合金鋼加熱到560°C，并保溫210分鐘，冷卻后得到高強(qiáng)度鋼。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將合金鋼加熱到600 °C，并保溫150分鐘，之后加熱到850°C，并保溫200分鐘得到奧氏體化的合金鋼，其中，所述合金鋼以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括0.35%?0.45% 的 C，0.17%?0.37% 的 Si，0.90%?1.20% 的Mn，0.90%?1.20% 的 Cr，0.20%?0.30%的Mo，所述合金鋼的直徑為160mm ;將所述奧氏體化的合金鋼淬火得到馬氏體化的合金鋼，淬火后的所述馬氏體化的合金鋼的溫度為60°C ;將所述馬氏體化的合金鋼加熱到540°C，并保溫270分鐘，冷卻后得到高強(qiáng)度鋼。
[0016]一種高強(qiáng)度鋼，采用上述的高強(qiáng)度鋼的制備方法制備。
[0017]上述高強(qiáng)度鋼的制備方法步驟少，工藝簡單，可廣泛用于高強(qiáng)度鋼的制造，且得到的合金鋼強(qiáng)度高。采用上述熱處理方法后，按照GB/T228.1進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)1030MPa以上，斷后伸長率達(dá)10%以上。所述高強(qiáng)度鋼的熱處理方法，解決了高強(qiáng)度錨桿的熱處理難題，填補(bǔ)目前國內(nèi)對835MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼的熱處理方法的空缺。
[0018]上述高強(qiáng)度鋼的制備方法制備的高強(qiáng)度鋼，經(jīng)測試屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)1030MPa以上，斷后伸長率達(dá)10%以上。所述高強(qiáng)度鋼的制備方法制備得到的高強(qiáng)度鋼不僅可提高支護(hù)強(qiáng)度，而且承受沖擊地壓的能力較強(qiáng)，可進(jìn)一步提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，減少鋼材消耗。
【附圖說明】
[0019]圖1為一實(shí)施方式的高強(qiáng)度鋼的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了便于理解本發(fā)明，下面將通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0021]請參閱圖1，一實(shí)施方式的高強(qiáng)度鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0022]步驟SlOO:將合金鋼加熱到600?650°C，并保溫90?180分鐘，之后加熱到820?870°C，并保溫120?240分鐘得到奧氏體化的合金鋼，其中，所述合金鋼以質(zhì)量百分含量計(jì)，包括0.25%?0.55%的碳(C)，0.17%?0.37%的硅(Si)，0.40%?1.50%的錳(Mn)，0.60%?L 20%的絡(luò)(Cr)，0.15%?0.30%的鉬(Mo),其余為鐵(Fe)和不可避免的雜質(zhì)，各組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。
[0023]優(yōu)選的，合金鋼還包括0.04%?0.50%的鈦(Ti)或釩(V)。
[0024]特別地，合金鋼為圓柱型，直徑為D，O < D彡160mm。具體地，所述合金鋼為錨桿，所述高強(qiáng)度鋼的制備方法解決了大直徑高強(qiáng)度錨桿的熱處理難題。
[0025]特別地，將合金鋼加熱到600?650°C時(shí)的升溫速率均控制在彡100°C /h。
[0026]步驟S200:將奧氏體化的合金鋼淬火得到馬氏體化的合金鋼，淬火后的所述馬氏體化的合金鋼的溫度不高于70°C。
[0027]淬火采用的淬火液為PAG淬火液，PAG淬火液的體積濃度為6?8 %。
[0028]淬火液的pH值為9.0?11.0 ;在溫度25°C時(shí)相對密度為1.07g/cm3;40°C下的運(yùn)動(dòng)粘度280±30cst (厘斯，每秒平方毫米)；凝點(diǎn)10°C ;濁點(diǎn)74°C。
[0029]步驟S300:將所述馬氏體化的合金鋼加熱到460?600°C，并保溫180?300分鐘，冷卻后得到高強(qiáng)度鋼。
[0030]特別地，將所述馬氏體化的合金鋼加熱到460?600°C的步驟升溫速率控制在(100C /ho
[0031]此步驟稱為回火處理。回火也稱為調(diào)質(zhì)過程，目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以取得預(yù)期的力學(xué)性能。
[0032]優(yōu)選的，所述冷卻后得到高強(qiáng)度鋼的步驟中，先水冷降溫至350°C以下，再空氣冷卻至常溫。
[0033]合金鋼經(jīng)過淬火和回火處理，使其具有良好的綜合機(jī)械性能。
[0034]所述高強(qiáng)度鋼的制備方法步驟少，工藝簡單，得到的合金鋼強(qiáng)度高，可廣泛用于高強(qiáng)度鋼的制造。所述工件采用上述熱處理方法處理后，按照GB/T228.1進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)1030MPa以上，斷后伸長率達(dá)10%以上。所述高強(qiáng)度鋼的制備方法，解決了高強(qiáng)度錨桿的熱處理難題，填補(bǔ)目前國內(nèi)對835MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼的熱處理方法的空缺。
[0035]上述高強(qiáng)度鋼的制備方法制備的高強(qiáng)度鋼，經(jīng)測試屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)1030MPa以上，斷后伸長率達(dá)10%以上。所述高強(qiáng)度鋼的制備方法制備得到的高強(qiáng)度鋼不僅可提高支護(hù)強(qiáng)度，而且承受沖擊地壓的能力較強(qiáng)，可進(jìn)一步提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，減少鋼材消耗。<