專利名稱：析出強化高強鋼在線感應熱處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于高強鋼生產技術領域。特別涉及一種析出強化高強鋼在線感應熱處理工藝。
背景技術：
屈服強度高于600MI^級的熱軋高強度鋼板已經在工程機械、橋梁、汽車、建筑等領域得到了廣泛的應用。微合金化高強鋼由于具備合金成本低、生產流程短的特點，占據市場的主導地位，這類鋼中添加了微合金化元素Nb、Ti、V、B等，與鋼中的C、N、0等元素形成細小的納米級析出強化相，起到析出強化效果。CN 101608284A公開了 “一種鈦微合金化熱軋鋼帶及其制造方法”，突出強調了鈦的析出強化效果，為了得到納米級的析出強化相，制造方法是將連鑄坯加熱到1200°C以上， 保溫時間長于2. 5小時，采用弱還原性氣氛加熱；熱軋鋼帶終軋溫度880 930°C ；熱軋鋼帶終軋后快速水冷至680 750°C卷曲，然后在空氣中冷卻至室溫。在實際生產中發現，采用此種工藝得到的鋼卷，卷曲后冷卻速度不均勻，鋼卷的頭、中、尾部力學性能不均勻，究其原因，是析出強化相對溫度的變化比較敏感，使得鋼卷各部位析出相大小不一致，從而影響力學性能均勻性。本發明人在做析出強化高強鋼的焊接性試驗時發現，此類鋼板在焊接時，焊接熱影響區均存在不同程度的軟化現象。焊接接頭的強度較母材下降明顯。進一步觀察發現， 焊接熱影響區粗晶區、細晶區的析出相均較母材析出相有明顯粗化，析出強化效果隨著析出相顆粒尺寸的增大而降低，因而，造成焊接熱影響區強度降低。現有研究結果表明，析出相隨著加熱溫度的提高和保溫時間延長，析出相急劇長大，以至于降低鋼板的強度和韌性，1 4nm的彌散分布析出相對鋼的強化作用最顯著。而在生產中若得到1 4nm的析出相，在常規的控軋控冷條件下難以得到，從而影響析出強化效果。CN 101560595 B公開了“卡車縱梁感應熱處理方法及設備”，目的在于將鋼制梁通過感應1000 4000HZ的方式，加熱到完全奧氏體化溫度以上50 100°C，隨后進行淬火冷卻，形成低碳馬氏體組織，從而提高鋼板的承載能力。此種加熱溫度不適合析出強化高強鋼，會使得析出強化相急劇長大，從而降低鋼板的強度和韌性。

發明內容
本發明的目的在于提供一種析出強化高強鋼在線感應熱處理工藝。可提高微合金化高強鋼的析出強化效果，以達到改善鋼板性能均勻性，降低鋼板殘余應力，提高析出強化相抗焊接熱循環能力的目的。本發明適用于微合金化析出強化高強鋼的生產過程，包括預熱、感應熱處理、校平等工藝階段。工藝中具體參數控制如下
1、預熱開卷后的鋼板經過感應加熱爐，感應頻率為15 25KHz，加熱溫度為 300 500°C。目的是提高鋼板基體溫度，提高感應電流透入深度，為感應熱處理加熱做準備。2、感應熱處理感應頻率為15 25KHz，加熱溫度為650 850°C，保溫時間為 0. 5 150s。隨后噴淋冷卻水，將鋼板冷卻至300°C以下。3、校平采用輥式校平設備，將鋼板校平。本發明的優點在于1、加熱快，節約能源。感應熱處理工藝利用電磁感應原理，工件在較短的時間內由內而外升高到設定溫度，相對于普通加熱爐具有節約能源、設備占地少的特點。2、保溫時間可控。相對于加熱爐的溫度特點，感應加熱在設定溫度范圍下由于加熱帶短，保溫時間精確可控，有利于控制析出強化相的長大速度和尺寸。3、感應熱處理后晶粒無變化。處理溫度下很少發生相變重結晶，因而鋼板母材的晶粒尺寸得到保留，使得細晶強化效果依然存在。4、第二相粒子析出強化效果明顯。試驗結果表明，鋼板硬度較處理前高約15HvlO， 強度較處理前高約45MPa。5、抗焊接熱影響區軟化效果明顯。焊接熱影響區細晶區析出強化相的尺寸，相對于母材變化不大，從而提高其抗焊接熱循環軟化能力，焊接試驗結果表明，在同樣焊絲，同樣焊接線能量下焊接，焊接接頭的抗拉強度較處理前的焊接接頭高約50MPa。
具體實施例方式實施例1 薄板坯連鑄連軋高強鋼，含有Ti 0. 10 0. 13%，Nb :0. 056 %，鋼卷卷曲溫度 6000C，鋼板厚度6mm，熱軋態力學性能屈服強度650MPa，抗拉強度710MPa，_20°C沖擊吸收功 52J (試樣尺寸 5mmX IOmmX 55mm)。鋼卷開平后，經過感應加熱爐，感應頻率25KHz，加熱溫度30(TC ；感應回火溫度 7500C，感應頻率25KHZ，保溫時間0. 5s ；隨后噴冷卻水，冷卻至300°C以下，采用棍式較平設備將鋼板校平。對比發現，感應處理之前的鋼板，析出相析出不明顯，而感應回火處理后，鋼板中 1 2nm的析出相充分析出，力學性能提高為屈服強度670MPa，抗拉強度760MPa，-20°C沖擊吸收功68J (試樣尺寸5mmX IOmmX 55mm)。采用ER100S-G混合氣體保護焊焊接，焊接接頭抗拉強度760MPa。實施例2 薄板坯連鑄連軋高強鋼，含有Ti :0. 06 0. 10%, Nb :0. 078 %，鋼卷卷曲溫度 580°C，鋼板厚度10mm，熱軋態力學性能屈服強度780MPa，抗拉強度840MPa，-20°C沖擊吸收功 65J (試樣尺寸 7. 5mm X IOmmX 55mm)。鋼卷開平后，經過感應加熱爐，感應頻率20KHz，加熱溫度450°C ；感應回火溫度 7200C，感應頻率20KHZ，保溫時間15s ；隨后噴冷卻水，將鋼板冷卻至300°C以下采用棍式較平設備將鋼板校平。對比發現，感應處理之前的鋼板，析出相析出不明顯，而感應回火處理后，鋼板中1 3nm的析出相充分析出，力學性能提高為屈服強度810MPa，抗拉強度880MPa，_20°C沖擊吸收功72J (試樣尺寸7. 5mmX IOmmX 55mm)。采用ER100S-G混合氣體保護焊焊接，焊接接頭抗拉強度850MPa。
權利要求
1. 一種析出強化高強鋼在線感應熱處理工藝，其特征在于，工藝參數為(1)預熱開卷后的鋼板經過感應加熱爐，感應頻率為15 25KHZ，加熱溫度為300 500 0C ；(2)感應熱處理感應頻率為15 25KHz，加熱溫度為650 850°C，保溫時間為0.5 150s,隨后噴淋冷卻水，將鋼板冷卻至300°C以下；(3)校平采用輥式校平設備，將鋼板校平。
全文摘要
一種析出強化高強鋼在線感應熱處理工藝，屬于高強鋼生產技術領域。工藝步驟包括預熱、感應熱處理、校平等工藝階段。優點在于，該工藝可使析出強化相充分析出，并呈彌散分布狀態，達到改善鋼板性能均勻性，提高析出強化相抗焊接熱循環能力的作用；并具有加熱快、節約能源、保溫時間可控、晶粒無變化等特點。
文檔編號C21D9/46GK102534141SQ20121002140
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月31日 優先權日2012年1月31日
發明者張楠, 張熹, 張飛虎, 潘輝, 牟淑坤, 章軍, 董現春, 許靜, 趙運堂, 郭占山, 陳延清, 鞠建斌 申請人:首鋼總公司