[发明专利]一种高强度异型钢及其制备方法

说明书

本发明属于异型钢技术领域，具体涉及一种高强度异型钢及其制备方法。本发明的高强度异型钢包括以下重量份数的组分组成：碳：0.3～0.95％，硼：0.01～0.1％，硅：1.05～2.5％，铁：70～85％，钨：8.2～10％，钼：1.1～2.5％，铬：25～40％，此外还包括有钒、铌，且组分含量满足5.6W_碳＝1.2W_钒+4.3W_铌，W_钒≤0.9％。通过把钢坯预处理、等温球化退火、压缩、成型、定型、淬火和多次回火工艺，得到本发明的高强度异型钢。通过本发明工艺所制备得到的高强度异型钢的抗拉强度在966～985Mpa之间，屈服强度在762～789Mpa之间，硬度可达到68～86HSD，具有优异的物理性能。

技术领域

本发明属于异型材料加工技术领域，具体涉及一种高强度异型钢及其制备方法。

背景技术

异型钢是复杂和异型断面型钢的简称，属于型钢的一种。异形钢广泛用于航空、汽车、造船、矿山机械、农业机械、建筑、轻纺以及锅炉制造等方面，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等，我国作为生产异型钢的大国之一，具有非常广阔的市场前景。异型钢材作为广泛地用于各种建筑结构和工程结构的材料，由于要在非常复杂的环境中使用，因此要求异型钢材料具有高强度、高硬度性能等特点，但目前制造的异型钢强度、硬度均有限，导致其应用范围受限。

异型钢的加工根据工艺的不同，可分为热轧异型钢、冷拔(冷拉)异型钢、冷弯异型钢、焊接异型钢等。通常异型钢特指热轧异型钢，热轧异型钢是目前使用最广泛的异型钢加工工艺之一，其有着低成本、制备工艺简单等优势，但对于热轧异型钢而言，不同的热处理工艺参数对钢组织的机械和力学性能有着非常重要的影响。

专利文献CN 103451563A公开了一种高强度无缝异型钢及其制备工艺，该专利文献的异型钢通过由铁、碳、铝、钛、银、镍、铬、锰、锆、硼、钇、镱等化学元素组成，该工艺通过表面处理，对异型钢进行去油、酸洗和修磨刨皮，通过加热处理，将异型钢加热至300～400℃，然后保温1.0～1.5h，再加热至680～750℃，再保温1.5～2.0h，后冷却至300～380℃，再慢慢冷却至室温。通过上述加工工艺，能够大大提高异型钢的强度，制备成本低。

专利文献CN 103589968 A公开了一种增强型无缝异型钢及其制备工艺，该制备工艺首先通过对钢进行表面处理，即对钢表面进行酸洗、磷化和皂化处理，然后再在700～800℃下进行淬火加热处理，再急速冷却至250～300℃，保温后即可。制备得到的异型钢机械性能优良，使用寿命长，制备工艺简单。

上述专利文献的技术方案虽然能够得到制备工艺简单的异型钢，但由于其热处理工艺过于粗糙，导致异型钢的硬度、强度和冲击性能不能满足高强度机械设备如工业炉、反应塔的应用环境要求。因此，改进异型钢的化学成分以及其制备工艺就显得非常有必要了。

发明内容

为了克服现有技术中异型钢硬度和强度不足的问题，本发明提供了一种高强度异型钢及其制备方法。

本发明提供的一种高强度异型钢，包括以下重量份的化学成分：包括以下重量份的化学成分：碳：0.3～0.95％，硼：0.01～0.1％，硅：1.05～2.5％，钨：8.2～10％，钼：1.1～2.5％，铬：25～40％，还包括钒、铌，各组分含量满足以下关系式：5.6W_碳＝1.2W_钒+4.3W_铌，W_钒≤0.9％，余量为铁，其中，W指的是百分含量。