摘要：選用不同的電流頻率對新型Q235La0.1Ti0.1建筑鋼結構材料進行了高頻感應熱處理。對材料進行顯微組織、力學性能和耐磨損性能的測試與分析，結果顯示，材料的力學性能和耐磨損性能，隨電流頻率增加先提高后降低。與150 kHz電流頻率相比，采用200 kHz電流頻率時的材料抗拉強度增加18%，屈服強度增加11%，斷后伸長率增加11%，磨損體積減小56%;采用250 kHz電流頻率時的材料抗拉強度減小5%，屈服強度減小4%，斷后伸長率減小5%，磨損體積增大21%，優選材料高頻感應熱處理的電流頻率為200 kHz。

　　關鍵詞：高頻感應熱處理;建筑鋼結構材料;電流頻率;力學性能;耐磨損性能

　　1試驗材料與方法

　　1.1試驗材料及熱處理工藝

　　試驗材料為熱軋態新型Q235La0.1Ti0.1建筑鋼結構材料，試樣尺寸為中10mmx 100mm。采用Q8型直讀光譜儀和TY2000型微量硫磷分析儀對試樣進行化學成分分析，結果(質量分數，w%)為：0.165C1.392Mn0.3375і，.0.032P，0.029S.0.098La 0.093тi.余量Fe試樣的熱處理工藝如圖1所示。高頻感應淬火時加熱溫度為900℃，保溫時間為10s。淬火介質采用自來水，自來水水壓為0.2~0.3 MPa，水溫(20±5)℃。淬火冷卻方式采用噴射冷卻，冷卻時間10s為提高試樣的冷卻均勻性，避免出現點狀裂紋，冷卻過程中使試樣不斷旋轉。

　　1.2試驗方法

　　經線切割和金相制樣、浸蝕后，采用C2003A型金相顯微鏡進行試樣的顯微組織觀察，并結合Image pro plus軟件計算平均晶粒尺寸。試樣的力學性能在WD-200D型電子萬能試驗機上進行測試，測試溫度為室溫;并用JSM6510型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察試樣的拉伸斷口形貌。試樣的耐磨損性能在GB3960型磨損試驗機上進行測試，測試溫度為室溫，測試主要參數為：磨損載荷為100N、磨輪轉速250 r/min、摩擦磨損時間10 min、相對滑動速度90mm/min，對試樣進行磨損試驗后，用C2003A型金相顯微鏡觀察試樣的表面形貌。

　　2試驗結果及分析

　　2.1顯微組織

　　對新型Q235La0.1Ti0.1建筑鋼結構材料試樣進行不同電流頻率的高頻感應熱處理后，其顯微組織如圖2所示，試樣的平均晶粒尺寸如圖3所示。由圖2~3可知，不同電流頻率的高頻感應熱處理后材料的顯微組織和晶粒尺寸不同。隨著電流頻率從150 kHz增加至250 kHz，材料的回火馬氏體組織先細化后粗化，材料的平均晶粒尺寸從45 um先減小至32um，再增大至53 um。與150kHz高頻感應熱處理相比，200 kHz高頻感應熱處理后的材料平均晶粒尺寸減小了29%，250 kHz高頻感應熱處理后的材料平均晶粒尺寸增大了18%。從細化回火馬氏體考慮，優選高頻感應熱處理的電流頻率為200kHz。

　　2.2力學性能

　　高頻感應熱處理后試樣的力學性能如圖4所示。由圖4可看出，采用不同的高頻感應淬火電流頻率，材料的力學性能呈現出明顯的差異。隨著電流頻率從150kHz增加至250 kHz，材料的抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率均呈現明顯的先增加后減小的變化趨勢。與150kHz高頻感應熱處理相比，200 kHz高頻感應熱處理的材料抗拉強度從493 MPa增加至582 MPa，增加了18%;屈服強度從292 MPa增加至324 MPa，增加了11%;斷后伸長率從29.6%增加至32.8%，增加了11%，250kHz高頻感應熱處理的材料抗拉強度從493 MPa減小至469 MPa，減小了5%;屈服強度從292 MPa減小至281 MPa，減小了4%;斷后伸長率從29.6%減小至28.2%，減小了5%。

　　2.3耐磨損性能

　　高頻感應熱處理試樣的耐磨損性能結果如圖6所示。磨損體積越大，耐磨損性能越差;磨損體積越小，耐磨損性能越好。從圖6可看出，采用不同電流頻率的高頻感應熱處理，材料的磨損體積呈現出明顯的差異。隨電流從150kHz增加至250kHz，材料的磨損體積呈現明顯的先較小后增大的變化趨勢。與150 kHz高頻感應熱處理相比，200 kHz高頻感應熱處理的材料磨損體積從73x10-mm減小至32x10mm'，減小了56%;250 kHz高頻感應10-"mm，增大了21%。圖7是磨損試驗后試樣的表面形貌。與150kHz高頻感應熱處理相比，200kHz高頻感應熱處理的材料表面磨損現象明顯減輕，無明顯的脫皮或較深的磨痕;250 kHz高頻感應熱處理的材料表面磨損加劇，出現更多的脫皮和更深的磨痕。

　　3結論

　　(1)選用不同電流頻率的高頻感應熱處理工藝，新型Q235La0.1Ti0.1建筑鋼結構材料熱處理后的顯微組織、平均粒尺寸明顯差異。與150kHz高頻感應熱處理相比，200kHz高頻感應熱處理后材料的平均晶粒尺寸減小29%;250 kHz高頻感應熱處理后材料的平均晶粒尺寸增大18%。

　　(2)A高感火電流頻率從150 kHz增加至250kHz，新型Q235La0.1Tr.0.1建筑鋼結構材料熱處理后的力學性能和耐磨損性能均呈現明顯的先提高后降低的變化趨勢。與150 kHz高頻感應熱處理相比，200 KHz高頻感應熱處理后材料的抗拉強度增加18%，屈服強度增加11%，斷后伸長率增加11%，磨損體積減小56%;250 kHz高頻感應熱處理后材料的抗拉強度減小5%，屈服強度減小4%，斷后伸長率減小5%，磨損體積增大21%.

　　參考文獻：

　　[1]同竹玲，熱處理對輕型鋼結構材料性能影響的分析[.熱加工工藝，2014，43(18)：159-162.

　　[2]石東，張利梅，等離子噴涂對建筑鋼結構材料的耐磨和耐蝕性能影響[J].熱加工工藝，2013，42(22)：122-124.

　　《高頻感應熱處理對建筑鋼結構材料性能的影響研究》來源：《熱加工工藝》，作者：王 恒 *， 谷 延霞。