CN109252027A - 低残余应力耐候折弯角钢的加工方法 - Google Patents

低残余应力耐候折弯角钢的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，通过调整卷取温度和冷却方式，减小钢卷中的残余应力；在钢卷开平、折弯后，通过控制热处理的温度和冷却方式，进一步释放角钢内部的残余应力；在角钢喷丸过程中，通过控制喷丸的压力，使残余应力分布更加均匀。本发明相比于传统的耐候角钢的加工工艺，大幅度降低了成型后的耐候角钢的残余应力，保证了折弯耐候角钢的稳定性以及其使用的安全性能。

Description

低残余应力耐候折弯角钢的加工方法
技术领域
本发明涉及耐候钢的加工技术，特别涉及一种低残余应力折弯耐候角钢的加工方法。
背景技术
耐候钢因其免涂装的特性，被越来越多的应用于桥梁和电塔等钢结构领域。耐候角钢因不需要镀锌处理，其生产工艺与传统角钢有较大差别。目前，耐候角钢的生产方式主要有热轧生产和折弯生产两种方式，无论哪种生产方式，在折弯角钢因折弯过程中都会在角钢内部产生残余应力，应力释放后角钢有可能会变形，增加其危险系数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，该加工方法能够有效的降低折弯耐候角钢的内部残余应力，提高其稳定性及安全性。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、轧制耐候钢；
2）、将轧制后得到的耐候钢在550℃~700℃的温度范围内卷取到钢卷上，获得包含铁素体和珠光体组织的耐候钢板，然后冷却钢板；
3）、将步骤2）得到的耐候钢板开平，开平后再折弯，得到折弯耐候钢板；
4）、将步骤3）得到的弯折耐候钢板加热至200℃~450℃，保温2~5小时后空冷，得到冷却后的折弯耐候钢板；
5）、对步骤4）得到的冷却折弯耐候钢板进行喷丸处理，在喷丸处理过程中，喷丸的压缩空气的气压范围为0.3~1MPa，喷丸时间持续3~10min；
6）、经过步骤5）处理后，得到最终的低残余应力的折弯耐候角钢。
优选的，喷丸材料为45~55HRC、直径0.5~1.5mm的铸钢丸。
优选的，步骤2）中，所述卷取温度为650℃~700℃。
优选的，步骤4）中，所述弯折耐候钢板的加热温度为400℃~450℃，保温时长为3~5小时。
优选的，喷丸的压缩空气的气压范围选取为0.5~1MPa。
采用上述技术方案，本发明通过调整卷取温度和冷却方式，减小钢卷中的残余应力；在钢卷开平、折弯后，通过控制热处理的温度和冷却方式，进一步释放角钢内部的残余应力；在角钢喷丸过程中，通过控制喷丸的压力，使残余应力分布更加均匀。经过上述步骤后，相比于传统的耐候角钢的加工工艺，大幅度降低了成型后的耐候角钢的残余应力，保证了折弯耐候角钢的稳定性以及其使用的安全性能。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明。
实施例1
将耐候钢在700℃的环境下通过钢卷进行卷取，冷却开平后下料折弯成角钢，将角钢在450℃的环境下，保温5小时，之后空冷至室温。之后利用1MPa空气压力将55HRC、直径1.5mm的钢丸喷到角钢表面，喷丸时间10min。加工过程中的残余应力状况如表1所示。
表1
工序 700℃卷取后冷却 下料、折弯 450℃保温5h并空冷至室温 1MPa空气压力将55HRC、直径1.5mm的钢丸，喷丸10min
内部残余应力 165.19±23.83MPa 511.43±8.55MPa 349.15±10.53MPa 297.02±6.89MPa
实施例2
将耐候钢在650℃的环境下通过钢卷进行卷取，冷却开平后下料折弯成角钢，将角钢在400℃的环境下，保温3小时，之后空冷至室温。之后利用0.5MPa空气压力将45HRC、直径0.5mm的钢丸喷到角钢表面，喷丸时间5min。加工过程中的残余应力状况如表2所示。
表2
工序 650℃卷取后冷却 下料、折弯 400℃保温3h并空冷至室温 0.5MPa空气压力将45HRC、直径0.5mm的钢丸，喷丸5min
内部残余应力 173.98±23.19MPa 524.42±7.89MPa 390.05±11.06MPa 359.71±15.15MPa
实施例3
将耐候钢在550℃的环境下通过钢卷进行卷取，冷却开平后下料折弯成角钢，将角钢在200℃的环境下保温2小时，之后空冷至室温。之后利用0.3MPa空气压力将45HRC、直径0.5mm的钢丸喷到角钢表面，喷丸时间3min。加工过程中的残余应力状况如表3所示。
表3
工序 550℃卷取后冷却 下料、折弯 200℃保温2h并空冷至室温 0.3MPa空气压力将45HRC、直径0.5mm的钢丸，喷丸3min
内部残余应力 246.45±34.56MPa 678.32±21.63MPa 546.98±29.65MPa 509.23±30.56MPa
从表1、2、3中可以得出，当卷取温度在650℃~700℃、加热温度在400℃~450℃、喷丸的压缩空气的气压为0.5~1MPa时，折弯的耐候角钢内部残余应力得到明显的下降。
本发明卷取耐候钢时意外发现，当卷取温度在650℃~700℃之间时，耐候钢板能够获得铁素体以及少量的珠光体组织，当温度超过700℃后，铁素体晶粒逐渐长大。为了保证获得晶粒度等级在13级及以下的细小晶粒，卷取温度低于700℃。同时，在经过多次实验得出，耐候钢在650℃以上时更易发生均匀塑性变形，卷取温度在650℃以及上时，可以有效避免不均匀变形产生的残余内应力。
本发明在对折弯后耐候钢板的加热时，加热温度在400℃~450℃时，保温时长2~5小时的范围内，不仅能够有效消除残余内应力，同时能够避免Ti、Cu元素的第二相粒子析出，避免由于热处理导致的屈服强度升高过大超过标准要求。
本发明相比于传统的耐候角钢的加工工艺，大幅度降低了成型后的耐候角钢的残余应力，保证了折弯耐候角钢的稳定性以及其使用的安全性能。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、轧制耐候钢；
2）、将轧制后得到的耐候钢在550℃~700℃的温度范围内卷取到钢卷上，获得包含铁素体和珠光体组织的耐候钢板，然后冷却耐候钢板；
3）、将步骤2）得到的耐候钢板开平，开平后再折弯，得到折弯耐候钢板；
4）、将步骤3）得到的弯折耐候钢板加热至200℃~450℃，保温2~5小时后空冷，得到冷却后的折弯耐候钢板；
5）、对步骤4）得到的冷却折弯耐候钢板进行喷丸处理，在喷丸处理过程中，喷丸的压缩空气的气压范围为0.3~1MPa，喷丸时间持续3~10min；
6）、经过步骤5）处理后，得到最终的低残余应力的折弯耐候角钢。
2.根据权利要求1所述的低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于，所述喷丸材料为45~55HRC、直径0.5~1.5mm的铸钢丸。
3.根据权利要求2所述的低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于：在步骤2）中，所述卷取温度为650℃~700℃。
4.根据权利要求3所述的低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于：在步骤4）中，所述弯折耐候钢板的加热温度为400℃~450℃，保温时长为3~5小时。
5.根据权利要求4所述的低残余应力折弯耐候角钢的加工方法，其特征在于：所述喷丸的压缩空气的气压范围选取为0.5~1MPa。
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