本發明涉及門窗鋼，具體涉及高強度門窗鋼及其制備方法。
背景技術：
：門窗是建筑物圍護結構系統中重要的組成部分，按其組成材料來分，常見的門窗有木質門窗、玻璃門窗、鋁合金門窗和合金鋼門窗等。木質門窗易燃、易變形，被破壞后不易修復，容易開裂，結疤，抗腐蝕性能差，易受蟲蛀等影響，且受潮易發生霉變。玻璃門窗存在易碎的缺陷從而限制其應用。鋁合金門窗易變形，且鋁材是高耗能產品。合金鋼門窗具有強度大、便于加工、成本低廉，運營管理費用低、價格低的特點而被廣泛應用于門窗。但是，當前市售的用于門窗的鋼在使用中其表面易發生銹蝕、磨損現象，且其表面易受到腐蝕，此外，其強度、硬度、韌性等機械力學性能也存在缺陷，從而影響其美觀和使用。技術實現要素：本發明的目的之一是提供條件溫和、操作簡單的高強度門窗鋼的制備方法。本發明的另一目的是提供由上述方法制備而成的具有高強度等優異機械力學性能的高強度門窗鋼。本發明提供的高強度門窗鋼的制備方法為：(1)將合金鋼進行水洗和醇洗，接著進行無氧煅燒，然后置于活性劑中進行活化處理；(2)將經活化處理后的合金鋼依次進行第一加熱和第二加熱的熱處理；(3)將經熱處理后的合金鋼進行淬火、加熱、冷卻，接著置于氯化鎂溶液中以制得高強度門窗鋼；其中，以重量份計，合金鋼中各元素含量為：C：0.25-0.55％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.20-0.30％，Mo：0.3-0.55％，Mg：0.15-0.4％，Ge：0.05-0.15％，余量為Fe；活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯和甘膽酸鈉中的一種或多種；在步驟(3)中，加熱的步驟為：自40-45℃以20-25℃/min的升溫速率升溫至400-420℃，并于400-420℃下保溫60-80min。在上述制備方法中，無氧煅燒的溫度和時間可以在寬的范圍內選擇，但是為提高該合金鋼的清潔度，并提高其機械力學性能，優選地，無氧煅燒的溫度為260-300℃，無氧煅燒的時間為5-6h。在上述制備方法中，活性劑的具體濃度可以在寬的范圍內選擇，但是為提高活化處理的活化效果，同時為保證合金鋼不受損傷，優選地，活性劑的濃度為30-40g/L。在上述制備方法中，活化處理的時間可以在寬的范圍內選擇，同樣從活化效果上考慮，優選地，活化處理的時間為30-50s。在上述制備方法中，第一加熱和第二加熱的具體步驟可以在寬的范圍內選擇，為提高所制得高強度門窗鋼的強度等機械力學性能，優選地，第一加熱的步驟為：自22-26℃以20-25℃/min的升溫速率升溫至580-620℃，并于580-620℃下保溫60-80min；第二加熱的步驟為：自580-620℃以10-15℃/min的升溫速率升溫至780-820℃，并于780-820℃下保溫160-180min。在上述制備方法中，淬火中用到的淬火劑的具體種類可以在寬的范圍內選擇，為提高所制得高強度門窗鋼的強度、硬度和韌性，優選地，淬火的步驟中用到的淬火劑為PAG淬火劑。其中PAG淬火劑是由環氧乙烷和環氧丙烷的共聚物組成的水溶性淬火介質。在上述制備方法中，PAG淬火劑的具體濃度可以在寬的范圍內選擇，為提高所制得高強度門窗鋼的機械力學性能，優選地，PAG淬火劑的體積濃度為6-10％。在上述制備方法中，冷卻的具體步驟可以在寬的范圍內選擇，同樣為提高所制得高強度門窗鋼的機械力學性能，優選地，冷卻的具體步驟為：先水冷至120-150℃，再自然冷卻至18-25℃。在上述制備方法中，氯化鎂溶液的具體濃度可以在寬的范圍內選擇，為提高所制得高強度門窗鋼的品質，優選地，氯化鎂溶液的體積濃度為18-22g/L。本發明還提供了高強度門窗鋼，該高強度門窗鋼是通過上述的方法制備而成。通過上述技術方案，本發明通過先將合金鋼進行水洗、醇洗、無氧煅燒，接著，置于活性劑中進行活化處理，然后將上述合金鋼依次進行第一加熱和第二加熱的熱處理，最后進行淬火、加熱、冷卻，接著置于氯化鎂溶液中制得高強度門窗鋼。在此過程中，水洗和醇洗能夠對合金鋼表面進行粗洗，無氧煅燒能夠提高合金鋼的硬度等機械性能，且能夠提升其品質，而活化初六則能夠對合金鋼表面進行精洗以去除表面的氧化物和碳等雜質；第一加熱和第二加熱的熱處理可以顯著的提高該合金鋼的硬度、強度；最后置于氯化鎂溶液中的操作能夠起到鈍化的作用。該方法為一種成本低廉、綠色環保和操作簡單的方法，制得的高強度門窗鋼具有高強度等優異的機械力學性能。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。實施例1(1)將合金鋼進行水洗和醇洗，接著在265℃的溫度下進行5h的無氧煅燒，然后置于濃度為30g/L的十二烷基苯磺酸鈉中進行35s的活化處理；(2)將經活化處理后的合金鋼自22℃以20℃/min的升溫速率升溫至585℃，并于585℃下保溫60min以進行第一加熱的熱處理；接著自585℃以10℃/min的升溫速率升溫至780℃，并于780℃下保溫160min以進行第二加熱的熱處理；(3)將經熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為6％的PAG淬火劑進行淬火、接著自40℃以20℃/min的升溫速率升溫至400℃，并于400℃下保溫65min以進行加熱、然后先水冷至125℃，再自然冷卻至18℃，最后置于體積濃度為18g/L的氯化鎂溶液中以制得高強度門窗鋼A1；其中，以重量份計，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.25％，Si：0.15％，Mn：0.20％，Mo：0.3％，Mg：0.15％，Ge：0.05％，余量為Fe。實施例2(1)將合金鋼進行水洗和醇洗，接著在300℃的溫度下進行6h的無氧煅燒，然后置于濃度為40g/L的脂肪酸甘油酯中進行50s的活化處理；(2)將經活化處理后的所述合金鋼自25℃以25℃/min的升溫速率升溫至620℃，并于620℃下保溫80min以進行第一加熱的熱處理；接著自620℃以15℃/min的升溫速率升溫至820℃，并于820℃下保溫180min以進行第二加熱的熱處理；(3)將經熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為10％的PAG淬火劑進行淬火、接著自45℃以25℃/min的升溫速率升溫至420℃，并于420℃下保溫80min以進行加熱、然后先水冷至150℃，再自然冷卻至25℃，最后置于體積濃度為22g/L的氯化鎂溶液中以制得高強度門窗鋼A2；其中，以重量份計，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.55％，Si：0.35％，Mn：0.30％，Mo：0.55％，Mg：0.4％，Ge：0.15％，余量為Fe。實施例3(1)將合金鋼進行水洗和醇洗，接著在280℃的溫度下進行5.5h的無氧煅燒，然后置于濃度為35g/L的甘膽酸鈉中進行40s的活化處理；(2)將經活化處理后的所述合金鋼自24℃以22℃/min的升溫速率升溫至600℃，并于600℃下保溫70min以進行第一加熱的熱處理；接著自600℃以13℃/min的升溫速率升溫至800℃，并于800℃下保溫170min以進行第二加熱的熱處理；(3)將經熱處理后的所述合金鋼用體積濃度為8％的PAG淬火劑進行淬火、接著自43℃以23℃/min的升溫速率升溫至410℃，并于410℃下保溫70min以進行加熱、然后先水冷至135℃，再自然冷卻至22℃，最后置于體積濃度為20g/L的氯化鎂溶液中以制得高強度門窗鋼A2；其中，以重量份計，所述合金鋼中各元素含量為：C：0.35％，Si：0.25％，Mn：0.25％，Mo：0.4％，Mg：0.25％，Ge：0.1％，余量為Fe。對比例1按照實施例1的方法進行制得門窗鋼B1，所不同的是，在步驟(1)中未進行無氧煅燒。對比例2按照實施例1的方法進行制得門窗鋼B2，所不同的是，在步驟(1)中未進行活化處理。對比例3按照實施例1的方法進行制得門窗鋼B3，所不同的是，在步驟(2)中未進行第二加熱的熱處理。對比例4按照實施例1的方法進行制得門窗鋼B4，所不同的是，在步驟(3)中加熱的步驟為：自5℃以50℃/min的升溫速率升溫至200℃，并于200℃下保溫30min。檢測例1將上述實施例和對比例制得的合金鋼A1-A3，B1-B4進行機械力學性能的檢測，具體結果見表1。表1A1A2A3B1B2B3B4屈服強度/MPa780800780550560540600抗拉強度/MPa800780800600520540620布氏硬度/HB340320330150160140160通過上述檢測例可知，上述實施例所制備的高強度門窗鋼具有屈服強度大、抗拉強度大和高硬度；而未進行無氧煅燒、未進行活化處理、未進行第二加熱的熱處理等對比例所制得的合金鋼的屈服強度小、抗拉強度小、硬度低。這表明本發明提供的高強度門窗鋼是各步驟相統一作用的結果，具有高強度等優異的機械力學性能。此外，從本發明的制備過程可以看出，本發明提供的高強度門窗鋼的制備方法條件溫和，操作簡單。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁1 2 3