一種模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法
2023-05-04 05:27:56
專利名稱：一種模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法
技術領域：
本發明屬於熱軋低碳鋼棒、線材技術領域，具體涉及一種模擬熱軋低碳鋼棒材和 線材自然時效的方法。
背景技術：
許多工廠所生產的螺紋鋼、圓鋼及線材產品，在生產現場取樣檢驗其抗拉強度等 力學性能指標時，發現均符合有關國家標準。但當這些產品運輸到用戶所在建築工地或倉 庫一段時間後發現產品的力學性能指標下降，有些甚至低於國家標準達20MPa。往往會造成 產品報廢及大量的質量異議和經濟損失。國內鞍鋼、安鋼等多家鋼廠進行了自然時效實驗[李翠玲，南方鋼鐵，1989(1)， 20MnSi螺紋鋼材自然時效性能的研究]，實驗耗時幾周至幾個月，甚至是半年以上。由於 耗時太長，這對鋼廠根據研究數據及時調整工藝因素、保證產品質量是非常不利的，同時也 延長了新產品開發的周期。一些鋼廠對於某些鋼種在100 400°C時的模擬自然時效規律 進行研究，如「熱軋鋼材自然時效後性能的預測方法及設備」(CN 200410013816. 4)專利技 術，認為模擬自然時效規律與自然時效具有對應性，並用來模擬自然時效過程，實際上，當 時效溫度超過200°C時，即使模擬得到的與自然時效所得的某些力學性能指標具有一定的 一致性，但產品的微觀結構與自然時效相差甚遠。產品的後續使用性能也會大打折扣。它 從100 200°C溫度段來模擬自然時效過程，但也缺乏內部應力釋放的具體數據，難以精確 模擬其應力釋放過程，得到與實際自然性能和組織具有良好對應性的準確數據。實際上，該 技術只是簡單地說明其力學性能具有一致性，但這種方法是具有局限性的。
發明內容
本發明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種既能節省工業實驗時間、又能保 證模擬自然時效樣品和自然時效樣品的對應性和組織方面的一致性，減少質量異議的模擬 熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法。為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下先取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材，在電阻爐內分別加溫至 50 90°C、90 120°C、120 150°C、150 165°C和165 180°C，上述五個溫度段依次 對應的保溫時間為32 48小時、16 32小時、10 16小時、5 9小時和0. 5 4小 時，出爐後均自然冷卻至室溫，然後按每個溫度段對應的樣品批次測定其抗拉強度、晶胞參 數和微觀應變，即為模擬自然時效相應時間段的對應值。自然時效相應時間段的對應值是取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材 或線材，分別在熱軋後第1 2天、第10 15天、第50 60天、第120 135天、第160 180天的5個時間段內，按各個不同時間段對應的樣品批次分別測定其抗拉強度、晶胞參數 和微觀應變。模擬自然時效的對應值與自然時效的對應值之間有很好的對應性，相對誤差
所述的5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材為剛冷卻到室溫的熱 軋低碳鋼棒材或線材，每批3 5根。所述的抗拉強度、晶胞參數和微觀應變均為同一批所取的3 5根樣品的平均值。由於採用上述技術方案，本發明採用人工加熱及保溫的模擬自然時效的方法，替 代自然時效，大大縮短了在自然狀態下測試其抗拉強度和微觀應變的周期，即自然時效的 測試周期，同時保證了材料的殘餘應力、微觀組織和模擬自然時效樣品具有較好的對應性。 其溫度和時間的對應性是建立在抗拉強度及其X射線儀對微觀應變測定的一致性基礎上。本發明既保證了模擬自然時效樣品和自然時效樣品抗拉強度方面的對應性，又保 證二者組織方面的一致性，在此基礎上縮短了時效過程的測試時間。為工業實驗大大節省 了時間，可以有效減少質量異議和其所造成的損失。本發明既能節省工業實驗時間、又能保證模擬自然時效樣品和自然時效樣品的對 應性和組織方面的一致性、減少質量異議。
具體實施方案下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的描述，並非對保護範圍的限制。實施例1一種模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法。本實施例所述的熱軋低碳鋼棒 材是直徑為30謹的含0. 05wt% Nb、含0. 01wt% Ti和含0. 06wt% V的微合金化20MnSi低 碳鋼熱軋棒材。先取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材，在電阻爐內分別加溫至50 900C >90 120°C、120 150°C、150 165°C和165 180°C，上述五個溫度段依次對應的 保溫時間為32 48小時、16 32小時、10 16小時、5 9小時和0. 5 4小時，出爐 後均自然冷卻至室溫，然後按每個溫度段對應的樣品批次測定其抗拉強度、晶胞參數和微 觀應變(見表1)，即為模擬自然時效相應時間段的對應值。表1模擬自然時效技術參數 自然時效相應時間段的對應值是取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材 或線材，分別在熱軋後第1 2天、第10 15天、第50 60天、第120 135天、第160 180天的5個時間段內，按各個不同時間段對應的樣品批次分別測定其抗拉強度、晶胞參數 和微觀應變(見表2)。表2自然時效技術參數 所述的抗拉強度、晶胞參數和微觀應變均為同一批所取的3根樣品的平均值。模 擬自然時效的對應值與自然時效的對應值之間有很好的對應性，相對誤差90 120°C、120 150°C、150 165°C和165 180°C，上述五個溫度段依次對應的保溫時間為32 48小時、16 32小時、10 16小時、5 9小時和0. 5 4小時，出爐 後均自然冷卻至室溫，然後按每個溫度段對應的樣品批次測定其抗拉強度、晶胞參數和微 觀應變(見表4)，即為模擬自然時效相應時間段的對應值；表4模擬自然時效技術參數 自然時效相應時間段的對應值是取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼線 材，分別在熱軋後第1 2天、第10 15天、第50 60天、第120 135天、第160 180 天的5個時間段內，按各個不同時間段對應的樣品批次分別測定其抗拉強度、晶胞參數和 微觀應變(見表5)表5自然時效技術參數 所述的抗拉強度、晶胞參數和微觀應變均為同一批所取的5根樣品的平均值。模 擬自然時效的對應值與自然時效的對應值之間有很好的對應性，相對誤差< 1%。表6模擬自然時效和自然時效技術參數比較 本具體實施方式
是採用人工加熱及保溫的模擬自然時效的方法，替代自然時效， 大大縮短了在自然狀態下測試其抗拉強度和微觀應變的周期，同時保證了材料的殘餘應力、微觀組織和模擬自然時效樣品具有較好的對應性。其溫度和時間的對應性是建立在抗 拉強度及其X射線儀對微觀應變測定的一致性基礎上。本具體實施方式
既保證了模擬自然 時 樣品和自然時效樣品抗拉強度方面的對應性，又保證二者組織方面的一致性，在此基 礎上縮短了時效過程的測試時間。為工業實驗大大節省了時間，可以有效減少質量異議和 其所造成的損失。 本具體實施方式
既能節省工業實驗時間、又能保證模擬自然時效樣品和自然時效 樣品的對應性和組織方面的一致性、減少質量異議和所造成的損失。
權利要求
一種模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法，其特徵在於先取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材，在電阻爐內分別加溫至50～90℃、90～120℃、120～150℃、150～165℃和165～180℃，上述五個溫度段依次對應的保溫時間為32～48小時、16～32小時、10～16小時、5～9小時和0.5～4小時，出爐後均自然冷卻至室溫，然後按每個溫度段對應的樣品批次測定其抗拉強度、晶胞參數和微觀應變，即為模擬自然時效相應時間段的對應值；自然時效相應時間段的對應值是取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材，分別在熱軋後第1～2天、第10～15天、第50～60天、第120～135天、第160～180天的5個時間段內，按各個不同時間段對應的樣品批次分別測定其抗拉強度、晶胞參數和微觀應變；模擬自然時效的對應值與自然時效的對應值之間有很好的對應性，相對誤差≤1％。
2.如權利要求1所述的模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法，其特徵在於所述 的5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材為剛冷卻到室溫的熱軋低碳鋼棒材 或線材，每批3 5根
3.如權利要求1所述的模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法，其特徵在於所述 的抗拉強度、晶胞參數和微觀應變均為同一批所取的3 5根樣品的平均值。
全文摘要
本發明涉及一種模擬熱軋低碳鋼棒材和線材自然時效的方法。其方案是取5批同一規格和同一爐號的熱軋低碳鋼棒材或線材，分別加溫至50～90℃、90～120℃、120～150℃、150～165℃和165～180℃，保溫時間依次為32～48小時、16～32小時、10～16小時、5～9小時和0.5～4小時，自然冷卻後按每個溫度段對應的樣品批次測定其抗拉強度、晶胞參數和微觀應變。在熱軋後第1～2天、第10～15天、第50～60天、第120～135天、第160～180天的5個時間段內，將5批同樣的樣品按不同時間段分別測定其抗拉強度、晶胞參數和微觀應變。模擬自然時效與自然時效參數之間的相對誤差≤1％。本發明既能節省實驗時間、又能保證兩種時效樣品的性能和組織的對應性，減少質量異議。
文檔編號G01N3/00GK101886162SQ20101021217
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者徐建平, 朱遠志, 梁冬梅 申請人:武漢科技大學