CN105063321B - 一种高强度脚手架连接件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度脚手架连接件的制备方法，通过对制备方法中热处理制度以及合金元素组分进行改进，使得该脚手架连接件强度得到大幅度提高，在合理控制成本的情况下，保证了工程过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明属于建筑领域和材料领域，特别是涉及一种高强度脚手架连接件的制备方法。
背景技术
脚手架是建筑领域的常规术语，是施工现场为工人操作而搭建的各种支架，广泛应用于高层建筑、桥梁、水利、矿山、市政等等建筑领域。脚手架连接件用于连接脚手架横向、纵向甚至斜向的各个主要支撑杆，因此脚手架连接件的强度和耐用性就直接关系到施工者的安全，如果一旦连接件出现问题，则整体结构将会受到影响。而由于成本因素的影响，使用超高强度的连接件会大幅度提高成本，因此在合理成本的范围内发明出一种高强度的连接件就是急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高强度脚手架连接件的制备方法。
具体通过如下技术手段实现：
一种高强度脚手架连接件的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），按照脚手架连接件的所需形状进行浇铸成型，得到脚手架连接件半成品；
步骤（2），正火，将步骤（1）得到的半成品置入正火炉中，随炉加热到380~420℃，保温10~15min，然后继续加热到880~920℃，保温15~25min，然后出炉空冷；
步骤（3），淬火，将步骤（2）正火之后得到的半成品置入淬火炉中，分段加热至820~850℃，保温25~38min，然后置入淬火油中冷却到220~260℃后捞出喷水冷却，直至冷却质室温；
步骤（4），回火，将步骤（3）淬火之后得到的半成品置入回火炉中加热至580~650℃，保温0.6~1.2小时，然后出炉空冷至室温；
步骤（5），低温回火，将步骤（4）回火之后得到的半成品再次置入回火炉中加热至130~180℃，保温20~50min，然后出炉；
步骤（6），深冷处理，将步骤（5）出炉后的半成品不降温而直接置入深冷处理箱中，快速降温至-90~-120℃，保持该温度20~50min，然后出炉恢复至室温；
步骤（7），二次低温回火，将步骤（6）得到的半成品置入回火炉中加热至120~180℃，保温20~50min，然后出炉空冷；
步骤（8），通过表面处理得到高强度脚手架连接件成品。
作为优选，步骤（3）中淬火的分段加热是指，先加热至350~380℃，保温10~15min后，继续加热至580~610℃，再保温10~15min，然后加热至820~850℃。
作为优选，所述脚手架连接件的材质按化学组分质量百分比计为：C：0.35~0.51%，Si：0.12~0.28%，Mn：0.92~1.2%，Cr：0.3~0.6%，Mo：0.2~0.3%，Ni：0.15~0.7%，Ti：0.3~0.6%，Nb：0.02~0.06%，RE：0.03~0.09%，P<0.02%，S<0.01%，Als<0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为优选，所述高强度脚手架连接件包括与脚手架各个方向支撑杆相配套连接的支撑孔以及相应的紧固件，还包括扩展槽以及与其配套的紧固件。
所述脚手架连接件的微观结构中，细密索氏体的体积百分比含量为26~32%，下贝氏体的体积百分比含量为33~62%，且所述下贝氏体的平均晶粒粒径为3.2~5.1μm，所述细密索氏体的平均晶粒粒径为9.0~10.8μm。
所述脚手架连接件的微观结构中，在钢质连接件的表面至表面以下8mm处，细密索氏体的体积百分比含量为38~52%，下贝氏体的体积百分比含量为32~51%，且所述下贝氏体的平均晶粒粒径为3.1~3.9μm，所述细密索氏体的平均晶粒粒径为8.2~9.6μm；在表面以下8mm处至核心部，细密索氏体的体积百分比含量为26~29%，下贝氏体的体积百分比含量为51~65%，且所述下贝氏体的平均晶粒粒径为4.9~5.6μm，所述细密索氏体的平均晶粒粒径为9.8~11.2μm。
本发明的效果在于：
1，通过合理设计脚手架连接件的热处理制度，创造性的在淬火+回火后设置了深冷+回火的热处理方式，使得得到的脚手架连接件在同样元素含量的情况下，强度得到了提升，为了防止深冷之后应力集中，深冷之后设置回火处理，且设定为低温回火处理。
2，通过合理设计脚手架连接件的组分和含量，在保证成本的情况下提高了强度，合理限定了Nb和Ni的含量，利用两种元素复合合金化的原理，形成索氏体和下贝氏体的微观结构，从而获得良好的韧性、塑性和高的强度；通过添加合适量的稀土（RE），使得微观组织更加细密，提高了整体强度。
,3，由于脚手架连接件的表面处经常震动而核心部承载着各个方向的拉和压应力，因此通过合理热处理制度使得微观结构中各个相分布合理，从而在不添加昂贵元素的情况下，达到了性能的合理分布。
具体实施方式
实施例1
高强度脚手架连接件的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），按照脚手架连接件的所需形状进行浇铸成型，得到脚手架连接件半成品；
步骤（2），正火，将步骤（1）得到的半成品置入正火炉中，随炉加热到392℃，保温12min，然后继续加热到890℃，保温19min，然后出炉空冷；
步骤（3），淬火，将步骤（2）正火之后得到的半成品置入淬火炉中，先加热至360℃，保温12min后，继续加热至590℃，再保温12min，然后加热至838℃，保温29min，然后置入淬火油中冷却到251℃后捞出喷水冷却，直至冷却质室温；
步骤（4），回火，将步骤（3）淬火之后得到的半成品置入回火炉中加热至610℃，保温0.9小时，然后出炉空冷至室温；
步骤（5），低温回火，将步骤（4）回火之后得到的半成品再次置入回火炉中加热至152℃，保温36min，然后出炉；
步骤（6），深冷处理，将步骤（5）出炉后的半成品不降温而直接置入深冷处理箱中，快速降温至-98℃，保持该温度30min，然后出炉恢复至室温；
步骤（7），二次低温回火，将步骤（6）得到的半成品置入回火炉中加热至133℃，保温38min，然后出炉空冷；
步骤（8），通过表面处理得到高强度脚手架连接件成品。所述表面处理为铣角、切边和/或钻孔处理。
通过测定，其屈服强度为688MPa，抗拉强度为896MPa，断后伸长率为16%，断面收缩率为55%。且符合200000次疲劳强度测试。
实施例2
一种高强度脚手架连接件的制备方法，所述脚手架连接件的材质按化学组分质量百分比计为：C：0.38%，Si：0.16%，Mn：0.99%，Cr：0.51%，Mo：0.26%，Ni：0.61%，Ti：0.38%，Nb：0.036%，RE：0.061%，P：0.01%，S：0.005%，Als：0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。
包括如下步骤：
步骤（1），按照脚手架连接件的所需形状进行浇铸成型，得到脚手架连接件半成品；
步骤（2），正火，将步骤（1）得到的半成品置入正火炉中，随炉加热到410℃，保温12min，然后继续加热到906℃，保温16min，然后出炉空冷；
步骤（3），淬火，将步骤（2）正火之后得到的半成品置入淬火炉中，分段加热至830℃，保温31min，然后置入淬火油中冷却到251℃后捞出喷水冷却，直至冷却质室温；
步骤（4），回火，将步骤（3）淬火之后得到的半成品置入回火炉中加热至620℃，保温0.9小时，然后出炉空冷至室温；
步骤（5），低温回火，将步骤（4）回火之后得到的半成品再次置入回火炉中加热至162℃，保温31min，然后出炉；
步骤（6），深冷处理，将步骤（5）出炉后的半成品不降温而直接置入深冷处理箱中，快速降温至-110℃，保持该温度38min，然后出炉恢复至室温；
步骤（7），二次低温回火，将步骤（6）得到的半成品置入回火炉中加热至162℃，保温22min，然后出炉空冷；
步骤（8），通过表面处理得到高强度脚手架连接件成品。
通过测定，其屈服强度为722MPa，抗拉强度为962MPa，断后伸长率为15%，断面收缩率为53%。且符合200000次疲劳强度测试。
Claims (2)
1.一种高强度脚手架连接件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），按照脚手架连接件的所需形状进行浇铸成型，得到脚手架连接件半成品；
步骤（2），正火，将步骤（1）得到的半成品置入正火炉中，随炉加热到392~420℃，保温10~15min，然后继续加热到880~920℃，保温15~25min，然后出炉空冷；
步骤（3），淬火，将步骤（2）正火之后得到的半成品置入淬火炉中，先加热至360℃，保温12min后，继续加热至590℃，再保温12min，然后加热至820~850℃，保温25~38min，然后置入淬火油中冷却到220~260℃后捞出喷水冷却，直至冷却至室温；
步骤（4），回火，将步骤（3）淬火之后得到的半成品置入回火炉中加热至580~650℃，保温0.6~1.2小时，然后出炉空冷至室温；
步骤（5），低温回火，将步骤（4）回火之后得到的半成品再次置入回火炉中加热至130~180℃，保温20~50min，然后出炉；
步骤（6），深冷处理，将步骤（5）出炉后的半成品不降温而直接置入深冷处理箱中，快速降温至-110~-120℃，保持该温度20~50min，然后出炉恢复至室温；
步骤（7），二次低温回火，将步骤（6）得到的半成品置入回火炉中加热至120~180℃，保温20~50min，然后出炉空冷；
步骤（8），通过表面处理得到高强度脚手架连接件成品；
所述脚手架连接件的材质按化学组分质量百分比计为：C：0.51%，Si：0.12~0.16%，Mn：0.92~1.2%，Cr：0.3~0.6%，Mo：0.2~0.3%，Ni：0.61~0.7%，Ti：0.3~0.6%，Nb：0.02~0.06%，RE：0.03~0.061%，P<0.02%，S<0.01%，Als<0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度脚手架连接件的制备方法，其特征在于，所述高强度脚手架连接件包括与脚手架各个方向支撑杆相配套连接的支撑孔以及相应的紧固件，还包括扩展槽以及与其配套的紧固件。
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