用于履带式起重机弦腹臂的钢板及对其进行的热调质工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，用于制造履带式起重机弦腹臂用焊接钢管，钢板按质量百分比计，包括如下组分：C0.04～0.20%、Si0.08～0.70%、Mn1.0～1.90%、Cr0.4～1.20%、Ni0.2～1.0%、Cu0.1～0.9%、V0.001～0.04%、Nb0.03～0.06%、Ti0.05～0.18%、Al0.01～0.06%，其余为Fe。本发明专利技术的用于履带式起重机弦腹臂的钢板，通过C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu有效配比，使得该钢板具有强度高、疲劳寿命长、耐磨性强、性能和塑性并存、抗破坏能力强、易防腐、易焊接等优势。对该钢板进行的调质热处理工艺，进一步提高了该钢板的性能，最终使该钢板的抗拉强度Rm≥820MPa，屈服强度ReH≥780 MPa，延伸系数As≥20%。

Steel plate for chord belly arm of crawler crane and its heat conditioning technology

【技术实现步骤摘要】
用于履带式起重机弦腹臂的钢板及对其进行的热调质工艺
本专利技术涉及履带式起重机弦腹臂的制造领域，具体涉及一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板及对其进行的热调质工艺。
技术介绍
履带式履带式起重机是利用履带行走的动臂旋转履带式起重机，是工程吊装作业不可缺少的主要起重设备。由于履带式履带式起重机作业特性决定了其属于特种及安全设备，因此，对安全指标能提出了严格的要求。现有的常规履带式履带式起重机弦腹臂所用钢材为国标Q355B牌号，其性能为抗拉强度Rm470～670MPa、屈服强度ReH≥355MPa。但是，现有的钢材的耐蚀性、可焊接性等性能并不理想，同时根据起重机行业发展趋势和需要，要求抗拉强度和屈服强度能够有较大的提升，因此现有的钢材已逐渐无法满足需要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，该钢板强度高，耐磨性强，可焊接性高，同时抗拉强度和屈服强度大幅提高。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，用于制造履带式起重机弦腹臂用焊接钢管，所述钢板按质量百分比计，包括如下组分：C0.04～0.20%、Si0.08～0.70%、Mn1.0～1.90%、Cr0.4～1.20%、Ni0.2～1.0%、Cu0.1～0.9%、V0.001～0.04%、Nb0.03～0.06%、Ti0.05～0.18%、Al0.01～0.06%，其余为Fe。本专利技术的另一个目的是提供一种对上述钢板进行的热调质工艺，通过该热调质工艺，能够进一步提升钢板的性能，改变钢板内部晶粒度粗大、魏氏组织残余、组织不稳、力学性能偏低及塑性差的现象，达到超耐磨、高韧性、长疲劳、强安全的目的。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种对用于履带式起重机弦腹臂的钢板进行的热调质工艺，所述热调质工艺包括如下步骤：（1）将所述钢板按照16~21℃/s的加热速度升温至930~950℃，并保温40~45分钟；（2）将所述步骤（1）中保温后的所述钢板按照210~230℃/s的速度急速冷却至300℃以下，随后自然冷却；（3）将所述步骤（2）中自然冷却后的所述钢板按照15~20℃/s的加热速度升温至300~350℃，并保温至70~80分钟，随后自然冷却。优选地，对所述钢板的加热使用加热圈进行。优选地，在所述步骤（2）中，急速冷却的方式为水冷。进一步优选地，所述的水冷的冷却介质为自来水。优选地，在所述步骤（2）中，首先将所述钢板急速冷却至300℃以下，随后自然冷却至室温。优选地，在所述步骤（3）中，所述钢板保温后自然冷却至室温。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，通过C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu有效配比，使得该钢板具有强度高、疲劳寿命长、耐磨性强、性能和塑性并存、抗破坏能力强、易防腐、易焊接等优势。对该钢板进行的调质热处理工艺，进一步提高了该钢板的性能，最终使该钢板的抗拉强度Rm≥820MPa，屈服强度ReH≥780MPa，延伸系数As≥20%。具体实施方式下面结合具体实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，该用于制造履带式起重机弦腹臂用焊接钢管，钢板按质量百分比计，包括如下组分：C0.04～0.20%、Si0.08～0.70%、Mn1.0～1.90%、Cr0.4～1.20%、Ni0.2～1.0%、Cu0.1～0.9%、V0.001～0.04%、Nb0.03～0.06%、Ti0.05～0.18%、Al0.01～0.06%，其余为Fe。该钢板中还含有少许冶炼过程中不可避免的杂质，不影响钢板的性能。在这里，由于钢材冶炼的不确定性，本专利技术的钢板各元素含量无法唯一确定，仅能在一定范围内体现。在这里，C：是决定材料性能的主要指标，适量的指标有利于本专利技术的需要，过低则造成屈服点和抗拉强度达不到，过高会降低塑性、焊接性能、腐蚀性能，并提高冷脆性和时效敏感性；Si：作用为还原和脱氧，并提高钢的弹性极限，过高会降低焊接性能，以及造成表面防腐较差；Mn：作用为提高淬性改善热加工性能，保障材料具有足够的韧性、强度和硬度，过高会降低焊接性能和腐蚀性能；Cr：作用为提高硬度、耐蚀性和耐磨性，过高会降低塑性和韧性；Ni：作用为提高强度，同时保持良好塑性和韧性以及耐蚀能力；Cu：作用为提高韧性和耐蚀性能，过高会容易产生热脆；V：作用为细化组织晶粒，提高回火强度；Nb：作用为细化组织晶粒，提高韧性，过高会降韧性；Ti：作用为强化内部组织致密，降低时效敏感性和冷脆性，并改善焊接性能；Al：作用为脱氧剂细化组织晶粒，提高冲击韧性，过高会降低焊接和切削加工性能。通过配比一定C和Cr及主要合金元素含量，可有效保障钢的强度并提高材料可焊接性与塑性指标；Mn是本材料主要合金元素，配比一定含量能起到有效固溶强化作用；Nb、V、Ti微量合金元素的配比不仅可防止晶粒粗大细化晶粒度提高钢的力学性能；配比一定的Al可有效提高钢的弹性和冲击韧性；配比一定Cr及Cu可有效提高钢的耐蚀性和耐磨性；配比一定的Si可有效提高材料表面对防腐液的附着力。通过C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu有效配比，有效保障装配焊接有效性。制得的钢板具有强度高、疲劳寿命长、耐磨性强、性能和塑性并存、抗破坏能力强、易防腐、易焊接等优势。通过对Si等元素含量的控制，充分发挥Si元素具有的富集效应，与C、W等元素生成相应化合物，从而达到喷涂附着力强的效果，使钢板具有优良的耐蚀性能。通过计算，本专利技术的钢板的碳当量≤0.40%，Pcm值≤0.25%，有效的保障了装配焊接的有效性，同时提高了疲劳使用寿命5%以上。本专利技术的钢板，相比现有技术中的国标Q355B牌号的钢铁，抗拉强度由原先的Rm470～670MPa提升至Rm≥820MPa，屈服强度由原先的ReH≥355MPa提高至ReH≥780MPa，延伸系数As≥20%，能够更好的适应履带式起重机弦腹臂的技术要求。一种对上述钢板进行的热调质工艺，该热调质工艺包括如下步骤：（1）将钢板按照16~21℃/s的加热速度升温至930~950℃，并保温40~45分钟。（2）将步骤（1）中保温后的钢板按照210~230℃/s的速度急速冷却至300℃以下，随后自然冷却至室温。这里，急速冷却的方式为水冷，冷却介质为自来水。（3）将步骤（2）中自然冷却后的钢板按照15~20℃/s的加热速度升温至300~350℃，并保温至70~80分钟，随后自然冷却至室温。在本实施例中，对钢板的加热使用加热圈进行。对钢板进行的上述调质热处理，能够进一步提升钢板的性能，改变钢板内部晶粒度粗大、魏氏组织残余、组织不稳、力学性能偏低及塑性差的现象，达到超耐磨、高韧性、长疲劳、强安全的目的，使制得的钢管能够完全满足起重机行业发展趋势和需要。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并加以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围，凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，用于制造履带式起重机弦腹臂用焊接钢管，其特征在于：所述钢板按质量百分比计，包括如下组分：C0.04～0.20%、Si0.08～0.70%、Mn1.0～1.90%、Cr0.4～1.20%、Ni0.2～1.0%、Cu0.1～0.9%、V0.001～0.04%、Nb0.03～0.06%、Ti0.05～0.18%、Al0.01～0.06%，其余为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种用于履带式起重机弦腹臂的钢板，用于制造履带式起重机弦腹臂用焊接钢管，其特征在于：所述钢板按质量百分比计，包括如下组分：C0.04～0.20%、Si0.08～0.70%、Mn1.0～1.90%、Cr0.4～1.20%、Ni0.2～1.0%、Cu0.1～0.9%、V0.001～0.04%、Nb0.03～0.06%、Ti0.05～0.18%、Al0.01～0.06%，其余为Fe。2.一种对用于履带式起重机弦腹臂的钢板进行的热调质工艺，其特征在于：所述热调质工艺包括如下步骤：（1）将所述钢板按照16~21℃/s的加热速度升温至930~950℃，并保温40~45分钟；（2）将所述步骤（1）中保温后的所述钢板按照210~230℃/s的速度急速冷却至300℃以下，随后自然冷却；（3）将所述步骤（2）中自然冷却后的所述钢板按照15~...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩波，周金苗，
申请(专利权)人：张家港华程机车精密制管有限公司，江苏华程工业制管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32