一种高韧低碳钢复合板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高韧低碳钢复合板及其制备方法，复合板包括以下重量份原料：废钢40

【技术实现步骤摘要】
一种高韧低碳钢复合板及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合板
，特别涉及一种高韧低碳钢复合板及其制备方法。

技术介绍

[0002]碳钢作为最常用的结构材料，具有一系列优良的性能，如焊接性、力学性能、热稳定性等，同时制造成本相对较低，而复合钢板就是将不同的钢板二合为一，目前制备复合钢板采用爆炸焊接、复合浇筑、冷轧复合等工艺制备了复合钢板的复合板，这种复合板比单一钢板节约铬、镍元素，但是由于现有复合工艺相对复杂，需要独立的工艺流程，生产工艺相对复杂。
[0003]现有的复合钢板制备过程是将副板的金属液浇覆至基板表面后进行轧制，此方法的金属液和基板表面贴合度不搞，轧制时容易发生崩裂；还有采用胶层粘贴附着在基板上形成复合板，复合板易于裂开，还有采用中频电源加热将粘合层和基层热熔机内轧机轧制成复合板，其把控难度大，不易于操控粘合层和基层之间的粘合程度，专利CN201410030448.8，公开了一种冷喷涂不锈钢碳复合板的制造方法，采用钢板为基板，对碳钢基板进行清洁处理，然后采用冷气动力喷涂技术在碳基本的表面上制备一层不锈钢涂层，该复合板喷涂表层韧性差，在发生形变时涂层出现剥落现象。中国专利CN1140205A公开了一种中高碳中合金耐磨钢，采用铸造方式生成铸件，其碳及合金元素(Cr、Mo等)含量较高，内部质量差，使用过程中易开裂等缺点。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提出一种高韧低碳钢复合板，解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高韧低碳钢复合板：包括以下重量份原料：废钢40
‑
60份、石灰10
‑
20份、铁10
‑
20份、碳0.1
‑
0.3份、锰2
‑
6份、铬3
‑
7份、钙1
‑
3份、钨2
‑
4份、钒1
‑
5份、铌2
‑
4份、增韧剂0.1
‑
0.6份、复合剂0.3
‑
0.8份，所述增韧剂为质量比为2
‑
4:5
‑
8:1
‑
5的莫来石、刚玉质、碳酸钙，所述复合剂为质量比(2.28
‑
9.31):(0.38
‑
3.12):(0.75
‑
3.25)的纳米铝金属粉、钛酸异丙酯、葡萄糖酸镁。
[0006]进一步的，所述一种高韧低碳钢复合板包括以下重量份原料：废钢50份、石灰15份、铁15份、碳0.2份、锰4份、铬5份、钙2份、钨3份、钒3份、铌3份、增韧剂0.3份、复合剂0.5份。
[0007]进一步的，所述一种高韧低碳钢复合板的制备方法包括以下步骤：
[0008]S1、废钢预处理：将废钢清洗，除去表面污渍，采用质量浓度为40
‑
60％的氢氧化钠水溶液搅拌浸泡处理2
‑
4h，离心处理后粉碎，加入炼钢炉中，以10
‑
30℃/min的速率升温至1800
‑
2000℃熔化为钢液，再进行吹氧初炼，吹氧量为0.2
‑
0.8Nm3/t
·
min，得到钢水；
[0009]S2、铸坯：将石灰、铁、碳、锰、铬、钙、钨、钒、铌和增韧剂加入到上述钢水中冶炼，浇铸成铸坯；
[0010]S3、复合：在铸坯表面喷入复合剂，喷涂厚度为0.5
‑
0.8mm，再叠合若干层铸坯，铸
坯贴合面四周采用焊接，焊接材料选用GFS
‑
316L药芯焊丝，直径为1.2
‑
1.4mm，封闭，并抽取真空，得到复合板坯；
[0011]S4、加热轧制：将复合板坯放入淬火机中进行淬火后冷却，冷却模式为辊压式淬火，冷却温度220
‑
300℃，再加热至1200
‑
1500℃，开轧温度设置为1000
‑
1100℃，保温2
‑
6h，对复合板坯进行轧制，加热轧制能有效提高该金属复层板的密度，完成致密化，实现两金属板机械结合的同时达到冶金结合；
[0012]S5、复合烧结：将S4轧制的复合板坯送到烧结炉中进行烧结，烧结结束后保温2
‑
6h，再以50
‑
60℃/min的速率降温，出炉；
[0013]S6、二次轧制：将S5烧结后的复合板坯进行冷轧，同时在轧制过程中向复合板坯外部喷射保护性气体；冷轧可以减少钢坯中的内应力，提高钢坯的延性和韧性；
[0014]S7、精整：对复合板坯进行精整处理，得到高韧低碳钢复合板。
[0015]进一步的，所述S2冶炼温度为1500
‑
1800℃；
[0016]进一步的，所述S4的淬火温度1000
‑
1200℃，淬火速度在40
‑
60m/min，保温时间22
‑
30min。
[0017]进一步的，所述S4的冷却辊速为3
‑
5m/min。
[0018]进一步的，所述S5的烧结温度为900
‑
1200℃，降温温度为200
‑
400℃。
[0019]进一步的，所述S6的冷轧的轧制速度为0.7
‑
1.8/s，轧制压力为800
‑
1000KN。
[0020]进一步的，所述S6的保护性气体为氩气、氦气或氮气。
[0021]进一步的，一种钢结构桥梁，所述桥梁包括桥墩1以及固定在桥墩上的桥面钢板2，所述桥墩1包括固定在地面上的桥墩支座1
‑
1以及桥梁支座1
‑
2，所述桥梁支座1
‑
2的顶部两侧设有钢筋板1
‑
21，所述桥面钢板2的正下方与桥墩1的上表面固定连接，所述钢筋板1
‑
21和桥面钢板2为权利要求1
‑
9任一项所述制得的高韧低碳钢复合板。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术制得的高韧低碳钢复合板具有较强的屈服强度，实施例组均大于1100MPa，抗拉强度大于1200MPa，断后延伸率大于20％，
‑
40℃V型缺口冲击功大于120J。
[0024]本专利技术的高韧低碳钢复合板具有较高的机械性能，其中选择低碳含量原料制备钢材料，加入增韧剂和复合剂，各原料之间科学配比协同发挥其复合钢板的高韧性能；其中加入的增韧剂及调整配比，极大的提高韧性，不仅能够在
‑
40℃仍保持较高的冲击功，同时还满足复合板拉伸强度的要求；复合剂在焊接过程中有利于板坯和板坯之间的熔合，增强复合板的机械性能；加热轧制选用淬火冷却+加热轧制结合可以使得板坯得到均匀的回火组织和细小的碳化物，从而能有效提高该坯芯部的密度，完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧低碳钢复合板，其特征在于：包括以下重量份原料：废钢40
‑
60份、石灰10
‑
20份、铁10
‑
20份、碳0.1
‑
0.3份、锰2
‑
6份、铬3
‑
7份、钙1
‑
3份、钨2
‑
4份、钒1
‑
5份、铌2
‑
4份、增韧剂0.1
‑
0.6份、复合剂0.3
‑
0.8份，所述增韧剂为质量比为2
‑
4:5
‑
8:1
‑
5的莫来石、刚玉质、碳酸钙，所述复合剂为质量比(2.28
‑
9.31):(0.38
‑
3.12):(0.75
‑
3.25)的纳米铝金属粉、钛酸异丙酯、葡萄糖酸镁。2.如权利要求1所述的一种高韧低碳钢复合板，其特征在于：包括以下重量份原料：废钢50份、石灰15份、铁15份、碳0.2份、锰4份、铬5份、钙2份、钨3份、钒3份、铌3份、增韧剂0.3份、复合剂0.5份。3.如权利要求1所述的一种高韧低碳钢复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、废钢预处理：将废钢清洗，除去表面污渍，采用质量浓度为40
‑
60％的氢氧化钠水溶液搅拌浸泡处理2
‑
4h，离心处理后粉碎，加入炼钢炉中，以10
‑
30℃/min的速率升温至1800
‑
2000℃熔化为钢液，再进行吹氧初炼，吹氧量为0.2
‑
0.8Nm3/t
·
min，得到钢水；S2、铸坯：将石灰、铁、碳、锰、铬、钙、钨、钒、铌和增韧剂混合加入到上述钢水中冶炼，浇铸成铸坯；S3、复合：在铸坯表面喷入复合剂，喷涂厚度为0.5
‑
0.8mm，再叠合若干层铸坯，铸坯贴合面四周采用焊接，封闭，并抽取真空，得到复合板坯；S4、加热轧制：将复合板坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊明魏，胡立黎，王述乐，
申请(专利权)人：杭萧钢构海南有限公司，
类型：发明
国别省市：