专利名称：起重机弦杆用管及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种起重机弦杆用管及制造方法。
背景技术：
起重机弦杆应用于型号为“QUY200”的大起重量履带式起重机桁架式吊臂上，是起重机悬臂吊架上的一个构件。该构件采用弦杆钢管(一般为四支)按一定角度焊接以作为承重之用，弦杆和弦杆之间用腹杆(其它材质钢管)采用焊接方式连接。
现有的主弦杆主要由12CrNiMnMoVB钢管、14CrNiMnMoV钢管、TOK80钢管构成，其化学成分和性能如下12CrNiMnMoVB调质处理辊式炉加热至900-920℃均热后空冷正火。室式炉加热至900-910℃保温60-65min水中淬火。室式炉加热至730-750℃保温120min空冷回火。
14CrNiMnMoV正火处理采用两次正火，强迫风冷新工艺，第一次加热到920℃均热，第二次加热到900℃强迫风冷。12CrNiMnMoVB钢的碳含量为0.52％。-20℃AKV值两炉12CrNiMnMoVB钢的-20℃AKV值为56-130J。
主弦杆钢管材料为TOK80，规格为60.3mm×4.5mm，其化学成分％为C0.12，Mn0.87，B0.001，P0.12、S0.005，力学性能屈服强度867Mpa，抗拉强度922Mpa。
现有的起重机弦杆普遍存在下述三个问题(1)机械性能差，抗拉、屈服、抗扭强度低，接近或达到额定承载重量时易发生弯折、扭转，从而造成起重机失效；(2)与不同材质的构件焊接时，焊合处容易出现裂缝等现象；(3)使用较长时间后，容易产生疲劳缺陷，降低了起重机的使用年限。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种新的起重机弦杆用管及制造方法。
本发明的技术方案是28MnTiB起重机弦杆用钢管，成分以质量％计，具体有C0.26～0.31、Si0.17～0.35、Mn1.30～1.50、Ti0.01～0.04、B0.0005～0.002，其余部分为Fe及不可避免的杂质，抗拉强度Rm在980MPa以上，屈服强度Rel在800MPa以上。
钢管金相组织为回火马氏体，该马氏体是从加工的奥氏体转变而得到的生成物，马氏体基体中分布着大量微细的碳化物。
如上述钢管，还在于以质量％计，对前述成分再增加从以下A～B组中选择的1组或2组。记A组Cu0.2％以下、Ni0.2％以下、Cr0.2％以下，从中选择1种或2种以上B组Sn0.02％以下、As0.03％以下，从中选择1种或2种。
碳含量控制钢中碳含量宜控制在中限，或偏低些。如果碳含量偏高，会对钢的塑性和焊接性能产生不利影响。
材料的焊接性能主要由材料的碳当量来决定，工程上一般要求材料的碳当量不大于0.6，才能保证钢材的焊接性能，焊合部位不出现焊接裂缝等缺陷。
碳当量由下式计算Ce＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
以炉号0511895V为例计算碳当量Ce＝0.30+1.38/6+(0.03+0.01+0)/5+(0.16+0.04)/15＝0.55可见材料的碳当量满足焊接性能要求。
钛含量控制钛在钢中主要以TiC形式存在，起弥散强化作用。由于冶炼时钛烧损较大，不易控制，规格成分范围又窄，所以目标成分最好控制在0.025％左右，以免成分超标。
硼的控制硼的作用一是强化晶界，二是减缓先共析铁素体转变，促进贝氏体转变。但过高的硼含量会恶化钢的热加工性能，轧制时易开裂。从保证钢的性能出发，目标成分应控制在0.005~0.002％范围内。
在决定采取调质状态交货的前提下，根据以往的实验数据，同时考虑生产现场与其它牌号的衔接，淬火温度采用900℃。此时，钢管的各项机械性能取决于回火温度的选取。经金相分析发现，28MnTiB牌号钢管在淬火加470℃回火热处理状态下，其组织为回火马氏体，由于这种回火马氏体是在马氏体基体中分布着大量微细的碳化物，因而具有较高的强韧性。根据回火温度的不同，回火马氏体的碳化物也不一样。碳化物颗粒越细小，对金属滑移、位错运动阻碍作用也越大，钢的强度就越高。随着回火温度从400℃到500℃的变化，碳化物颗粒从细小逐渐变得粗大，钢管强度则由高变低。
根据现场生产的实际情况，选取热处理工艺为淬火900℃加回火470℃60min空冷。在这种热处理状态下，钢管的屈服强度达815MPa，屈强比高，Rel/Rm≥0.8，伸长率为14％以上，冲击韧性的平均值为60J以上，完全满足需要(见表1)。
表1起重机弦杆用管性能
改进后的28MnTiB起重机弦杆用钢管还具有下述特征(1)应用过程中，发现机械性能良好，在接近或达到额定承载重量时材料不发生弯折、扭转，保证了起重机的正常、安全运行；(2)与不同材质的构件焊接时，焊合处不出现裂缝等现象。
(3)使用较长时间后，不产生疲劳缺陷，延长了起重机的使用年限。
具体实施例方式28MnTiB起重机弦杆用钢管，成分以质量％计，具体有C0.26～0.31、Si0.17～0.35、Mn1.30～1.50、Ti0.01～0.04、B0.0005～0.002，其余部分为Fe及不可避免的杂质，抗拉强度Rm在980MPa以上，屈服强度Rel在800MPa以上。
钢管金相组织为回火马氏体，该马氏体是从加工的奥氏体转变而得到的生成物，马氏体基体中分布着大量微细的碳化物。
如上述钢管，还在于以质量％计，对前述成分再增加从以下A～B组中选择的1组或2组。记A组Cu0.2％以下、Ni0.2％以下、Cr0.2％以下，从中选择1种或2种以上；B组Sn0.02％以下、As0.03％以下，从中选择1种或2种。
28MnTiB起重机弦杆用钢管的制造方法其最佳热处理状态为淬火加中温回火，其工艺为淬火900℃保温20min水淬，回火470℃保温60min空冷。
权利要求
1.一种起重机弦杆用管，其特征是成分以质量％计，具体有C0.26～0.31、Si0.17～0.35、Mn1.30～1.50、Ti0.01～0.04、B0.0005～0.002，其余部分为Fe及不可避免的杂质，抗拉强度Rm在980MPa以上，屈服强度Rel在800MPa以上。
2.如权利要求1所述的起重机弦杆用管，其特征是钢管金相组织为回火马氏体，该马氏体是从加工的奥氏体转变而得到的生成物，马氏体基体中分布着大量微细的碳化物。
3.如权利要求1或2所述的起重机弦杆用管，其特征是以质量％计，对前述成分再增加从以下A～B组中选择的1组或2组，记A组Cu0.2％以下、Ni0.2％以下、Cr0.2％以下，从中选择1种或2种以上；B组Sn0.02％以下、As0.03％以下，从中选择1种或2种。
4.一种起重机弦杆用管的制造方法，其特征是对于成分以质量％计、具体有C0.26～0.31、Si0.17～0.35、Mn1.30～1.50、Ti0.01～0.04、B0.0005～0.002，其余部分为Fe及不可避免的杂质的素材钢管，其最佳热处理状态为淬火加中温回火，其工艺为淬火900℃保温20min水淬，回火470℃保温60min空冷。
5.如权利要求4所述的起重机弦杆用管的制造方法，其特征是以质量％计对前述成分再增加从以下A～B组中选择的1组或2组，记A组Cu0.2％以下、Ni0.2％以下、Cr0.2％以下，从中选择1种或2种以上；B组Sn0.02％以下、As0.03％以下，从中选择1种或2种。
全文摘要
一种起重机弦杆用管及制造方法，其特征是含有C0.26～0.31、Si0.17～0.35、Mn1.30～1.50、Ti0.01～0.04、B0.0005～0.002，其余部分为Fe及不可避免的杂质的钢管，其最佳热处理状态为淬火加中温回火，其工艺为淬火900℃保温20min水淬，回火470℃保温60min空冷。钢管金相组织为回火马氏体，该马氏体是从加工的奥氏体转变而得到的生成物，马氏体基体中分布着大量微细的碳化物。而且含有的元素还可以在Cu、Ni、Cr、中选择1种以上，或在Sn、As中选择1种或2种。
文档编号C21D11/00GK1995433SQ20061003243
公开日2007年7月11日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者李阳华, 刘斌, 谢凯意, 陈绍林, 罗家华 申请人:衡阳华菱钢管有限公司