[發明專利]耐候鋼火焰矯正工藝

無效

• 申請號: 201210096746.8
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102605148A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李貴忠;白志范;李洪梅;劉學
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C21D1/52
• 分類號: C21D1/52;C21D11/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬金屬材料加工工藝技術領域，具體涉及一種耐候鋼火焰矯正工藝。

背景技術

火焰矯正是低碳鋼焊接結構常用的一種制造工藝。而耐候鋼是高速動車組轉向架焊接構架選用的熱軋板材。又因其含有一定合金成分，如銅、磷、鉻、鎳等，使得該類鋼材對火焰加熱的敏感性明顯高于普通低碳鋼。一旦火焰加熱溫度選擇不當或產生較大偏離，就會使火焰加熱區的母材性能產生顯著變化(圖1)，嚴重降低轉向架構架的使用性能和運行安全性。國內外對在高耐候鋼構架產品上采用火焰矯正技術也十分謹慎。能否在高耐候鋼構架產品上很好地運用火焰矯正技術，關鍵在于：第一能否恰當選擇和準確控制火焰加熱區的熱規范。目前國內還沒有相關報道。生產中火焰加熱溫度的選擇和控制也基于傳統經驗。

發明內容

本發明的目的是提供一種可使耐候鋼火焰矯正區母材的硬度和強度最接近母材，火焰矯正區金屬的低溫沖擊功高于母材，沖擊功與同材質試件相比顯著提高的火焰矯正工藝。

本發明包括下列步驟：

1.選擇測量溫度范圍-32℃～1350℃、測量距離比30∶1、測量精度±1.5％、分辨率0.1℃、響應時間＜1秒、光譜響應8～14um、發射率0.10～1.00可調的紅外測溫儀，使用前要仔細閱讀說明書，掌握原理和使用方法，并根據工件火焰矯正區最高加熱溫度不同對紅外測溫儀的發射率進行實際標定；

2.確定測試距離比要滿足30∶1，被測量物體的面積要大于紅外測溫儀的檢測面積的2倍；

3.準備好耐候鋼加熱工件，并根據常規的火焰矯正工藝確定的加熱位置和形狀，在工件上畫出火焰加熱區的輪廓，明確加熱范圍；

4.用中性氧乙炔焰對工件加熱區均勻加熱，同時用紅外測溫儀對加熱區的中心部位進行實時監控；當無后續消應力熱處理時，工件加熱區不得選在載荷較大的拉應力區；

5.工件上的火焰矯正區最高加熱溫度要控制在730～750℃，紅外測溫儀的發射率為0.85，當工件上的火焰矯正區最高加熱溫度達到730～750℃后，再維持2～3分鐘，保證加熱區有一個溫度均勻化的過程；

6.讓加熱區進入空冷狀態，使工件自然冷卻至室溫；

7.不得在工件同一位置上多次重復步驟4--6的加熱和冷卻過程。

以往工業領域采用測溫筆或熱電偶測溫。采用測溫筆測溫僅能判定某一界限值，不能實現連續測溫和靈活測溫；采用熱電偶測溫則不適合表面測溫與大范圍對工件表面的靈活監控測溫。而紅外測溫儀則非常適用于工件表面的靈活測溫，但必須按本發明的所提供的工件表面溫度與發射率的對應關系(圖2)對紅外測溫儀的重要編程參數——發射率進行實際核對，即當工件上的火焰矯正區最高加熱溫度要控制在730--750℃時，紅外測溫儀的發射率為0.85；否則，會影響紅外測溫儀的準確性。

以往的火焰矯正技術對加熱區最高溫度的控制范圍大都在600～700℃，即不能超過鋼材的相變點727℃；盡量避免超過相變溫度。本發明的火焰矯正工藝則強調火焰矯正區最高溫度要控制在AC1附近溫度范圍，即730--750℃，此時矯正區母材的硬度下降最小，強度基本與母材一致，而低溫沖擊功卻非常理想。其工藝內涵就是通過該加熱工藝，減少原始母材中鐵素體晶粒之間的片狀滲碳體，在隨后的空冷過程中，使矯正區母材中鐵素體晶粒之間的再次析出粒狀三次滲碳體。進而得到更為強韌的顯微組織(圖4)。

采用本發明對耐候鋼進行火焰矯正，可使耐候鋼火焰矯正區母材的硬度和強度最接近母材，火焰矯正區金屬的顯微組織中的鐵素體晶粒之間有清晰可見的彌散質點分布于晶界上，因而火焰矯正區金屬的低溫沖擊功均可高于母材；在-40℃試驗溫度時，沖擊功A_KV達到200J，為火焰矯正區最高加熱控制在600～650℃的同材質試件沖擊功A_KV的2.5倍(圖5)。

附圖說明

圖1為不同加熱規范條件的火焰矯正區母材硬度曲線

圖2為實際標定的紅外測溫儀發射率與工件表面溫度的關系曲線

圖3為HT-856D高溫型紅外測溫儀監測的火焰矯正區的熱循環曲線

圖4為三次滲碳體在F晶界上彌散分布的掃描電鏡照片

圖5為不同加熱規范條件的火焰矯正區母材沖擊功--轉變溫度曲線

圖1和圖3中：S355J2為非合金結構鋼，S355J2W為耐候鋼。

圖5中：W1為最高加熱溫度800℃；W2為最高加熱溫度750℃；W3為最高加熱溫度700℃；W4為最高加熱溫度650℃。

具體實施方式