一种热等静压吊具用板材的热处理方法及应用与流程

1.本发明涉及板材热处理领域，具体涉及一种热等静压吊具用板材的热处理方法。


背景技术：

2.目前，低合金高强度钢由于其优异的性能广泛的应用各行各业。低合金高强度钢是在碳素结构钢的基础上加入少量的mn、si和微量的nb、v、ti、al等合金元素而发展起来的一类工程结构用钢。
3.如cn111500828a公开了一种铁路货车组合式制动梁的热处理加工工艺，以q460e钢为原料，包括；1)钢材的加热，2)钢材的热切，3)钢材的切分、拉伸成弓形，4)整形，5)冷却，6)回火，7)二次冷却；其中，所述步骤1)，钢材加热至920～960℃，保温15～25分钟，保温时间从升温至相应终温开始计时。所述步骤5)，冷却方式选自空冷和风冷中的一种或两种，冷却至100～150℃。经过该工艺制备得到的制动梁的低温(-40℃)冲击吸收能量＞100j。
4.cn108149135a公开了一种420mm厚低温冲击q390e级模铸钢板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：c：0.10～0.17、si：0.25～0.48、mn：0.1.45～1.65、p≤0.015、s≤0.005、als：0.020～0.040、mo：0.95～1.05、v：0.04～0.06、nb：0.020～0.040、ni：0.02～0.04，其它为fe和残留元素，通过kr铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、lf精炼、vd精炼、模铸、加热、轧制、堆冷及热处理工艺制得，与传统的q390e碳当量不变的情况下，通过热轧和热处理技术，确保了钢板性能达到gb/t1591-2008标准要求。
5.然而，目前低合金高强度合金钢如q460在使用过程中仍存在板材强度不足，延伸率较差等问题，以及焊接后板材间结合效果较差的问题。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种热等静压吊具用板材的热处理方法及应用，解决了低合金高强度合金钢在使用过程中仍存在板材强度不足，延伸率较差等问题，以及焊接后板材间结合效果较差的问题。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种热等静压吊具用板材的热处理方法，所述热处理方法包括：
9.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理。
10.本发明提供的热处理方案，通过对热处理过程的重新设计，利用多种热处理间的耦合效果提升板材的力学性能及焊接后吊具的使用性能。
11.作为本发明优选的技术方案，所述第一热处理的温度为750-840℃，例如可以是750℃、755℃、760℃、765℃、770℃、775℃、780℃、785℃、790℃、795℃、800℃、805℃、810℃、815℃、820℃、825℃、830℃、835℃或840℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
12.优选地，所述第一热处理的保温时间为20-30min，例如可以是20min、20.5min、21min、21.5min、22min、22.5min、23min、23.5min、24min、24.5min、25min、25.5min、26min、26.5min、27min、27.5min、28min、28.5min、29min、29.5min或30min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
13.作为本发明优选的技术方案，所述第一热处理的升温速率为20-30℃/min，例如可以是20℃/min、20.5℃/min、21℃/min、21.5℃/min、22℃/min、22.5℃/min、23℃/min、23.5℃/min、24℃/min、24.5℃/min、25℃/min、25.5℃/min、26℃/min、26.5℃/min、27℃/min、27.5℃/min、28℃/min、28.5℃/min、29℃/min、29.5℃/min或30℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
14.作为本发明优选的技术方案，所述第一热等静压处理的温度为320-370℃，例如可以是320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、360℃、365℃或370℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
15.优选地，所述第一热等静压处理的压力为150-200mpa，例如可以是150mpa、155mpa、160mpa、165mpa、170mpa、175mpa、180mpa、185mpa、190mpa、195mpa或200mpa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
16.优选地，所述第一热等静压处理的保温时间为2-7min，例如可以是2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min、3min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min、4min、4.2min、4.4min、4.6min、4.8min、5min、5.2min、5.4min、5.6min、5.8min、6min、6.2min、6.4min、6.6min、6.8min或7min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
17.作为本发明优选的技术方案，所述第一热等静压处理的升温速率为10-15℃/min，例如可以是10℃、10.2℃、10.4℃、10.6℃、10.8℃、11℃、11.2℃、11.4℃、11.6℃、11.8℃、12℃、12.2℃、12.4℃、12.6℃、12.8℃、13℃、13.2℃、13.4℃、13.6℃、13.8℃、14℃、14.2℃、14.4℃、14.6℃、14.8℃或15℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
18.作为本发明优选的技术方案，所述第二热处理的温度为220-270℃，例如可以是220℃、222℃、224℃、226℃、228℃、230℃、232℃、234℃、236℃、238℃、240℃、242℃、244℃、246℃、248℃、250℃、252℃、254℃、256℃、258℃、260℃、262℃、264℃、266℃、268℃或270℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
19.优选地，所述第二热处理的保温时间为30-45s，例如可以是30s、31s、32s、33s、34s、35s、36s、37s、38s、39s、40s、41s、42s、43s、44s或45s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
20.作为本发明优选的技术方案，所述冷处理的温度t为-80℃≤t≤-70℃，例如可以是-80℃、-79.5℃、-79℃、-78.5℃、-78℃、-77.5℃、-77℃、-76.5℃、-76℃、-75.5℃、-75℃、-74.5℃、-74℃、-73.5℃、-73℃、-72.5℃、-72℃、-71.5℃、-71℃、-70.5℃或-70℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
21.优选地，所述冷处理的保温时间为2-4h，例如可以是2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h或4h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
22.作为本发明优选的技术方案，所述冷处理的降温速率为2-5℃/min，例如可以是2
℃/min、2.2℃/min、2.4℃/min、2.6℃/min、2.8℃/min、3℃/min、3.2℃/min、3.4℃/min、3.6℃/min、3.8℃/min、4℃/min、4.2℃/min、4.4℃/min、4.6℃/min、4.8℃/min或5℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
23.作为本发明优选的技术方案，所述第二热等静压处理的温度为400-450℃，例如可以是400℃、402℃、404℃、406℃、408℃、410℃、412℃、414℃、416℃、418℃、420℃、422℃、424℃、426℃、428℃、430℃、432℃、434℃、436℃、438℃、440℃、442℃、444℃、446℃、448℃或450℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
24.优选地，所述第二热等静压处理的压力为80-122mpa，例如可以是80mpa、85mpa、90mpa、95mpa、100mpa、105mpa、110mpa、115mpa、120mpa或122mpa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
25.优选地，所述第二热等静压处理的时间为10-30min，例如可以是10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
26.作为本发明优选的技术方案，所述热处理方法包括：
27.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；
28.所述第一热处理的温度为750-840℃；所述第一热处理的保温时间为20-30min；所述第一热处理的升温速率为20-30℃/min；
29.所述第一热等静压处理的温度为320-370℃；所述第一热等静压处理的保温时间为2-7min；所述第一热等静压处理的升温速率为10-15℃/min；所述第一热等静压处理的压力为150-200mpa；
30.所述第二热处理的温度为220-270℃；所述第二热处理的保温时间为30-45s；
31.所述冷处理的温度t为-80℃≤t≤-70℃；所述冷处理的保温时间为2-4h；所述冷处理的降温速率为2-5℃/min；
32.所述第二热等静压处理的温度为400-450℃；所述第二热等静压处理的时间为10-30min；所述第二热等静压处理的压力为80-122mpa。
33.本发明提供的技术方案中，若热等静压采用先低压后高压的方式会造成部分区域晶粒异常增大，导致板材性能显著低于采用先高压后低压得到的板材。
34.第二方面，本发明提供了一种热等静压工作台提取装置，所述热等静压工作台提取装置采用第一方面所述热处理方法所得板材进行焊接得到；
35.优选地，所述板材包括q460板材。
36.与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
37.(1)本发明提供的热处理方法，通过采用特定的热处理方法，利用不同的热处理和冷处理的特定耦合方式，采用特定压力的配合的热等静压进行处理，采用先高压后低压的方式优化板材的晶粒分布方式，进而实现对板材性能的提升，同时由于热处理中最后一次采用热等静压处理，显著提升了板材间的焊接性能。
38.(2)热处理后q460板材的抗拉强度≥720.45mpa，伸长率≥32.67％，焊接结合率≥97.2％。
具体实施方式
39.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
40.实施例1
41.本实施例提供了一种热等静压吊具用板材的热处理方法，所述热处理方法包括：
42.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；
43.所述第一热处理的温度为800℃；所述第一热处理的保温时间为25min；所述第一热处理的升温速率为25℃/min；
44.所述第一热等静压处理的温度为350℃；所述第一热等静压处理的保温时间为4.5min；所述第一热等静压处理的升温速率为12℃/min；所述第一热等静压处理的压力为170mpa；
45.所述第二热处理的温度为250℃；所述第二热处理的保温时间为37s；
46.所述冷处理的温度t为-75℃；所述冷处理的保温时间为3h；所述冷处理的降温速率为3.5℃/min；
47.所述第二热等静压处理的温度为425℃；所述第二热等静压处理的时间为20min；所述第二热等静压处理的压力为100mpa。
48.实施例2
49.本实施例提供了一种热等静压吊具用板材的热处理方法，所述热处理方法包括：
50.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；
51.所述第一热处理的温度为750℃；所述第一热处理的保温时间为30min；所述第一热处理的升温速率为20℃/min；
52.所述第一热等静压处理的温度为320℃；所述第一热等静压处理的保温时间为7min；所述第一热等静压处理的升温速率为10℃/min；所述第一热等静压处理的压力为200mpa；
53.所述第二热处理的温度为270℃；所述第二热处理的保温时间为45s；
54.所述冷处理的温度t为-80℃；所述冷处理的保温时间为2h；所述冷处理的降温速率为2℃/min；
55.所述第二热等静压处理的温度为450℃；所述第二热等静压处理的时间为30min；所述第二热等静压处理的压力为122mpa。
56.实施例3
57.本实施例提供了一种热等静压吊具用板材的热处理方法，所述热处理方法包括：
58.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；
59.所述第一热处理的温度为840℃；所述第一热处理的保温时间为20min；所述第一热处理的升温速率为30℃/min；
60.所述第一热等静压处理的温度为370℃；所述第一热等静压处理的保温时间为2min；所述第一热等静压处理的升温速率为15℃/min；所述第一热等静压处理的压力为
150mpa；
61.所述第二热处理的温度为220℃；所述第二热处理的保温时间为30s；
62.所述冷处理的温度t为-70℃；所述冷处理的保温时间为4h；所述冷处理的降温速率为5℃/min；
63.所述第二热等静压处理的温度为400℃；所述第二热等静压处理的时间为10min；所述第二热等静压处理的压力为80mpa。
64.实施例4
65.本实施例提供了一种热等静压吊具用板材的热处理方法，所述热处理方法包括：
66.对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；
67.所述第一热处理的温度为800℃；所述第一热处理的保温时间为22min；所述第一热处理的升温速率为27℃/min；
68.所述第一热等静压处理的温度为340℃；所述第一热等静压处理的保温时间为3min；所述第一热等静压处理的升温速率为13℃/min；所述第一热等静压处理的压力为187mpa；
69.所述第二热处理的温度为240℃；所述第二热处理的保温时间为30-45s；
70.所述冷处理的温度t为-72℃；所述冷处理的保温时间为2.6h；所述冷处理的降温速率为3℃/min；
71.所述第二热等静压处理的温度为412℃；所述第二热等静压处理的时间为14min；所述第二热等静压处理的压力为111mpa。
72.对比例1
73.与实施例1的区别仅在于不进行冷处理。
74.对比例2
75.与实施例1的区别仅在于不进行第一热处理。
76.对比例3
77.与实施例1的区别仅在于不进行第一热等静压处理。
78.对比例4
79.与实施例1的区别仅在于将第一热等静压处理替换为等参数的热压处理，即在相同压力下进行热压处理。
80.对比例5
81.与实施例1的区别仅在于将第二热等静压处理替换为等参数的热压处理，即在相同压力下进行热压处理。
82.对比例6
83.与实施例1的区别仅在于将第一热等静压处理和第二热处理进行调换，即先进行第二热处理，然后进行第一热等静压处理。
84.对比例7
85.与实施例1的区别仅在于所述第一热等静压处理的温度为300℃。
86.对比例8
87.与实施例1的区别仅在于所述第二热处理的温度为300℃。
88.对比例9
89.与实施例1的区别仅在于所述冷处理设置于第一热等静压处理之后，即热处理过程为第一热处理、第一热等静压处理、冷处理、第二热处理和第二热等静压处理。
90.对比例10
91.与实施例1的区别仅在于所述第二热等静压的时间为5min。
92.将上述实施例和对比例的处理后的板材进行焊接制作热等静压吊具，如cn204297918u所公开的吊具，所用的板材包括q460和q390e板材，板材厚度为12mm。热处理后的板材性能和焊接接合效果详见表1。其中，热处理前和热处理后的板材力学性能的检测依据gb/t 2975-1998和gb/t 228-2002进行检测，
93.表1
[0094][0095][0096]
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明提供的热处理方案，通过对热处理过程的重新设计，利用多种热处理间的耦合效果提升板材的力学性能及焊接后吊具的使用性能。
[0097]
声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0098]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0099]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0100]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种热等静压吊具用板材的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括：对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理。2.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述第一热处理的温度为750-840℃；优选地，所述第一热处理的保温时间为20-30min。3.如权利要求1或2所述的热处理方法，其特征在于，所述第一热处理的升温速率为20-30℃/min。4.如权利要求1-3任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述第一热等静压处理的温度为320-370℃；优选地，所述第一热等静压处理的压力为150-200mpa；优选地，所述第一热等静压处理的保温时间为2-7min。5.如权利要求1-4任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述第一热等静压处理的升温速率为10-15℃/min。6.如权利要求1-5任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述第二热处理的温度为220-270℃；优选地，所述第二热处理的保温时间为30-45s。7.如权利要求1-6任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述冷处理的温度t为-80℃≤t≤-70℃；优选地，所述冷处理的保温时间为2-4h；优选地，所述冷处理的降温速率为2-5℃/min。8.如权利要求1-7任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述第二热等静压处理的温度为400-450℃；优选地，所述第二热等静压处理的压力为80-122mpa；优选地，所述第二热等静压处理的时间为10-30min。9.如权利要求1-8任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括：对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理；所述第一热处理的温度为750-840℃；所述第一热处理的保温时间为20-30min；所述第一热处理的升温速率为20-30℃/min；所述第一热等静压处理的温度为320-370℃；所述第一热等静压处理的保温时间为2-7min；所述第一热等静压处理的升温速率为10-15℃/min；所述第一热等静压处理的压力为150-200mpa；所述第二热处理的温度为220-270℃；所述第二热处理的保温时间为30-45s；所述冷处理的温度t为-80℃≤t≤-70℃；所述冷处理的保温时间为2-4h；所述冷处理的降温速率为2-5℃/min；所述第二热等静压处理的温度为400-450℃；所述第二热等静压处理的时间为10-30min；所述第二热等静压处理的压力为80-122mpa。10.一种热等静压工作台提取装置，其特征在于，所述热等静压工作台提取装置采用权利要求1-9任一项所述热处理方法所得板材进行焊接得到；优选地，所述板材包括q460板材。

技术总结
本发明涉及一种热等静压吊具用板材的热处理方法及应用，所述热处理方法包括：对所述热等静压吊具用板材依次进行第一热处理、第一热等静压处理、第二热处理、冷处理和第二热等静压处理。通过对热处理过程的重新设计，利用多种热处理间的耦合效果提升板材的力学性能及焊接后吊具的使用性能。解决了低合金高强度合金钢在使用过程中仍存在板材强度不足，延伸率较差等问题，以及焊接后板材间结合效果较差的问题。的问题。


技术研发人员：姚力军 潘杰 周友平 曹欢欢 王玉辉 滕召伟
受保护的技术使用者：宁波江丰热等静压技术有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8