[發明專利]微處理鐵基礎合金的方法與設備和從其產生的料材

無效

• 申請號: 200580039184.1
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101061240A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 小加里·M·科拉;杰弗·W·焦烏科夫斯基;托德·C·焦烏科夫斯基
• 申請（專利權）人: SFP工程股份有限公司
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D1/62;C21D9/54
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王海川;樊衛民

相關申請相互參照

本申請要求2004年11月16日申請的美國臨時專利申請號60/628,316的優先權利益。

發明領域

本發明涉及處理過的鐵基合金，特別是涉及其生產過程與設備和從其產生的料材，用微回火(micro-tempering)或微處理(micro-treating)低碳合金，將低碳鋼和其它鐵基合金轉化成貝氏體(bainite)和/或馬氏體(martensite)。

發明背景

長久以來，用低成本的方法，像包括燜火(annealing)，淬火(quenching)和回火(tempering)等，將低檔金屬，例如低碳鋼，冶煉成高質量鋼和更令人滿意的產品，一直是的冶金師的目標。早先的嘗試成效有限因為他們不能穩定的生產出令人滿意的產品。

本發明的目標和優點是它提供一個低廉，快速和容易的方法生產含有貝氏體和馬氏體的低碳鐵基合金。

鋼材的處理一般需要大型設備，昂貴又危險的熱流體，例如淬火油(quenching?oils)和淬火鹽(quenching?salts)，和回火的過程，包括對從烤箱和傾倒溶鋼所散出的余熱的利用，及之后的淬火以提高鋼的硬度，使其達到令人滿意的程度。貝氏體和馬氏體是非常令人滿意的料材，并且他們的硬度一般有羅克韋爾硬度(Rockwell?hardnesses)約40及以上。

貝氏體一般是針狀鋼，其構造結合了亞鐵鹽碳化物而呈現出可觀的韌性，并且有高強度與高延展性。通常通過奧氏等溫淬火(austempering)形成，貝氏體是一個非常令人滿意的產品。貝氏體鋼的實用好處是在貝氏體轉化發生了之后，不用還的熱處里就可以得到相對地高強度與充分延展性。鋼具有可焊性，因為貝氏體，而不是馬氏體，會在被焊接金屬附近受熱影響的區域形成，因此將減少破裂情況的發生。此外，鋼有低碳含量，這將改進其可焊性并且減少在轉化時出現的拉力。

馬氏體是另一種以主體為中心，在四邊形的鐵格子用堅硬，過飽和的碳固溶體形成的針狀鋼。它一般是一個亞穩(metastable)的過渡結構，形成于稱為馬氏體轉化(martensitic?transformation)或錯切轉化(sheartransformation)的階段轉化期，此時奧氏體化的鋼(austenized?steel)的溫度被減低到一個在馬氏體轉化范圍之上，并且保持在那個溫度使其整體達到同一溫度后再降到室溫。因為化學過程在高溫中會加速，馬氏體很容易在加熱中被毀壞。對某些合金，這種作用可以用增加會干涉滲碳鐵生核的元素而減少，例如鎢，但這種現象多半會被利用。由于淬火難以控制，多數鋼淬火產生過量的馬氏體，然后再回火逐漸減少它的集中度，直到達到正確的應用結構。太多馬氏體使得鋼易碎，太少會使得鋼太軟。

所以，本發明提供一個微處理低碳鐵基合金方法和設備，以使它具有令人滿意的貝氏體和馬氏體的含量。被微處理過的低碳鐵基合金可以有不同的厚度可供應用，并且可焊性高，有高度的延展性，以節省料材并減少重量。

本發明的目標和優點是提供低廉，快速和容易的方法生產含有貝氏體和馬氏體的低碳鐵基合金。

發明總覽

本發明提供一個微處理低碳鐵基合金的方法和設備，以使它具有不同的厚度，并含有令人滿意的貝氏體或馬氏體的含量。

微處理鐵基合金的方法包括提供一個有第一微結構和第一厚度的瘦長碳鐵基合金，鐵基合金順著運作路線以第一送入速率通過第一拉伸裝置(tensioning?unit)；在拉伸下加熱鐵基合金；之后立刻將鐵基合金在一個毗鄰的淬火裝置降到室溫；然后將鐵基合金以不同的速率拉過第二拉伸裝置，一些拉出速率較佳為高于送入速率，以轉化鐵基合金形成第二微結構，其所形成之第二厚度可與第一厚度不同。重復調整在第一或第二拉伸裝置的送入和拉出速率，使鐵碳合金有不同的厚度。

微處理低碳鐵基合金，較佳為低碳條鋼，的設備包括至少一個用來加熱鐵基合金的加熱裝置；一個裝設在加熱裝置附近的淬火裝置，其用來將極熱的鐵基合金迅速地降到室溫；放在加熱裝置和淬火裝置兩側的第一和第二拉伸裝置，在拉緊的較佳狀態下，運送鐵基合金通過加熱裝置和淬火裝置；和一個控制單元以控制和調整第一拉伸裝置的送入速率，第二拉伸裝置的拉出速率，加熱裝置的加熱速率和淬火裝置的降溫速率。一個選擇性的絕緣體可裝置在位于在加熱裝置和淬火裝置之間，以隔絕加熱裝置和淬火裝置并拉直移動的條鋼。

本發明的一個優點是微處理的低碳鐵基合金，其可能具有不同的厚度，可以在迅速和低廉地處理后產生高量的貝氏體和馬氏體，然后無須更還加工就可立即被運用。