本發明涉及一種鋼梁及其制造方法，具體的說是一種貨架立柱用高強度合金鋼及其制造方法，屬于金屬制造裝備技術領域。
背景技術：
儲設備是指能夠滿足儲藏和保管物品需要的技術裝置和機具，倉儲設備是倉儲與物流技術水平高低的主要標志，現代倉儲設備體現了現代倉儲與物流技術的發展。倉儲設備中的貨架是比較常用的設備，由于特殊物料的存放需要，貨架的使用條件和環境越來越苛刻，對鋼板的厚度要求越來越厚，相應地對用于倉儲設備的鋼板的技術要求也不斷提高。特別是用于存放一高重量貨物時，常常會因為鋼梁的橫向屈服強度不夠而導致倉儲設備在短時間內就斷裂，增加了倉儲成本；且在一些寒冷地區，于貨架承重的鋼板的低溫韌性也不高，也常會導致倉儲設備在短時間內就斷裂。因此如何有效提高用于倉儲設備的鋼板的橫向屈服強度及低溫韌性是本領域技術人員一直需要解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術的缺點，提出一種貨架立柱用高強度合金鋼及其制造方法，能夠顯著提高貨架立柱用鋼材的耐磨抗沖擊能力，且具有優異低溫韌性。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是通過以下方式實現的：提供一種貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.05-0.07%、Mn：0.87-0.89%、Cr：5.8-6.1%、Si：0.28-0.31%、W：0.23-0.25%、Ti：0.66-0.79%、Re：0.25-0.27%、Mg：0.19-0.25%、Mo：0.13-0.15%、Rh：0.083-0.085%、鑭系稀土：0.15-0.23%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：11-15%、銪：5-7%、釓：6-12%、鐠：10-13%、鉺：5-10%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂19-21份、碳纖維7-9份、短切玻璃纖維5-8份、正硅酸乙酯1-3份、乙烯基三甲氧基硅烷11-13份、氨基樹脂2-3份、新戊二醇3-5份、焦磷酸鈉4-7份、煤焦油2-4份、石英粉1-3份、丙烯酸樹脂7-9份、硬脂酸5-7份、聚丙烯酰胺2-3份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-7份、乙氧基化烷基胺19-21份、羥基聚二甲基硅氧烷2-5份、聚磷酸銨5-8份。
本發明進一步限定的技術方案是：前述的貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.05%、Mn：0.87%、Cr：5.8%、Si：0.28%、W：0.23%、Ti：0.66%、Re：0.25%、Mg：0.19%、Mo：0.13%、Rh：0.083%、鑭系稀土：0.15%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：11%、銪：5%、釓：6%、鐠：10%、鉺：5%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂19份、碳纖維7份、短切玻璃纖維5份、正硅酸乙酯1份、乙烯基三甲氧基硅烷11份、氨基樹脂2份、新戊二醇3份、焦磷酸鈉4份、煤焦油2份、石英粉1份、丙烯酸樹脂7份、硬脂酸5份、聚丙烯酰胺2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、乙氧基化烷基胺19份、羥基聚二甲基硅氧烷2份、聚磷酸銨5份。
前述的貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.06%、Mn：0.88%、Cr：5.9%、Si：0.29%、W：0.24%、Ti：0.73%、Re：0.26%、Mg：0.21%、Mo：0.14%、Rh：0.084%、鑭系稀土：0.20%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：14%、銪：6%、釓：10%、鐠：12%、鉺：7%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂20份、碳纖維8份、短切玻璃纖維7份、正硅酸乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷12份、氨基樹脂2份、新戊二醇4份、焦磷酸鈉5份、煤焦油3份、石英粉2份、丙烯酸樹脂8份、硬脂酸6份、聚丙烯酰胺2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、乙氧基化烷基胺20份、羥基聚二甲基硅氧烷4份、聚磷酸銨7份。
前述的貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.07%、Mn：0.89%、Cr：6.1%、Si：0.31%、W：0.25%、Ti：0.79%、Re：0.27%、Mg：0.25%、Mo：0.15%、Rh：0.085%、鑭系稀土：0.15-0.23%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：15%、銪：7%、釓：12%、鐠：13%、鉺：10%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂21份、碳纖維9份、短切玻璃纖維8份、正硅酸乙酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷13份、氨基樹脂3份、新戊二醇5份、焦磷酸鈉7份、煤焦油4份、石英粉3份、丙烯酸樹脂9份、硬脂酸7份、聚丙烯酰胺3份、乙烯-醋酸乙烯共聚物7份、乙氧基化烷基胺21份、羥基聚二甲基硅氧烷5份、聚磷酸銨8份。
一種貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1150-1170℃，保溫20-30min，再升溫至1230-1250℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1150-1195℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到710-725℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時22-26秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到860-870℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為780-810℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度10-13℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下10-30℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到610-620℃，保溫42-45秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以5-8℃/s的冷卻速率將鋼材冷至450-470℃，然后經過加熱爐加熱到790-810℃，再采用水冷以5-8℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
前述的貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，保溫30min，再升溫至1230℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到710℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時26秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到860℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為780℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度10℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下10℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到610℃，保溫42秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以5℃/s的冷卻速率將鋼材冷至450℃，然后經過加熱爐加熱到790℃，再采用水冷以5℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
前述的貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1160℃，保溫25min，再升溫至1240℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1175℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到720℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時24秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到865℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為800℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度12℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下20℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到615℃，保溫43秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以7℃/s的冷卻速率將鋼材冷至460℃，然后經過加熱爐加熱到800℃，再采用水冷以7℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
進一步的，前述的貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1170℃，保溫20min，再升溫至1250℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1195℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到725℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時26秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到870℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為810℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度13℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下30℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到620℃，保溫42秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以8℃/s的冷卻速率將鋼材冷至470℃，然后經過加熱爐加熱到810℃，再采用水冷以8℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
本發明的有益效果是：本發明通過中錳成分設計方式，顯著提高鋼材的淬透性，在空冷狀態下便可獲得馬氏體組織，彌補傳統鋼材厚度方向性能不均現象。同時，Mn元素可降低鋼材的韌脆轉變溫度，提高殘余奧氏體穩定性，進而提高鋼材的低溫韌性。本發明采用低碳成分設計，改善鋼材焊接性能。通過Nb微合金化處理，提高鋼材強度；同時本發明鋼材還具有高屈服強度和低屈強比的顯著特點。
本發明抗沖擊層通過引入高強度體系進行增強改性，具有優異的沖擊強度和摩擦系數；實驗結果顯示，本發明的高強度體系能有效增強貨架立柱的沖擊強度，當由高強度體系加入抗沖擊基體后，能使本發明抗沖擊層抗沖擊強度較現有材料提高至少2倍以上，沖擊強度可達到6.7kJ／m3。
具體實施方式
下面對本發明做進一步的詳細說明：
實施例1
本實施例提供的一種貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.05%、Mn：0.87%、Cr：5.8%、Si：0.28%、W：0.23%、Ti：0.66%、Re：0.25%、Mg：0.19%、Mo：0.13%、Rh：0.083%、鑭系稀土：0.15%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：11%、銪：5%、釓：6%、鐠：10%、鉺：5%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂19份、碳纖維7份、短切玻璃纖維5份、正硅酸乙酯1份、乙烯基三甲氧基硅烷11份、氨基樹脂2份、新戊二醇3份、焦磷酸鈉4份、煤焦油2份、石英粉1份、丙烯酸樹脂7份、硬脂酸5份、聚丙烯酰胺2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、乙氧基化烷基胺19份、羥基聚二甲基硅氧烷2份、聚磷酸銨5份。
本實施例的貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，保溫30min，再升溫至1230℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到710℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時26秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到860℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為780℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度10℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下10℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到610℃，保溫42秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以5℃/s的冷卻速率將鋼材冷至450℃，然后經過加熱爐加熱到790℃，再采用水冷以5℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
實施例2
本實施例提供的一種貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.06%、Mn：0.88%、Cr：5.9%、Si：0.29%、W：0.24%、Ti：0.73%、Re：0.26%、Mg：0.21%、Mo：0.14%、Rh：0.084%、鑭系稀土：0.20%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：14%、銪：6%、釓：10%、鐠：12%、鉺：7%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂20份、碳纖維8份、短切玻璃纖維7份、正硅酸乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷12份、氨基樹脂2份、新戊二醇4份、焦磷酸鈉5份、煤焦油3份、石英粉2份、丙烯酸樹脂8份、硬脂酸6份、聚丙烯酰胺2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、乙氧基化烷基胺20份、羥基聚二甲基硅氧烷4份、聚磷酸銨7份。
本實施例的貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1160℃，保溫25min，再升溫至1240℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1175℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到720℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時24秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到865℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為800℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度12℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下20℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到615℃，保溫43秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以7℃/s的冷卻速率將鋼材冷至460℃，然后經過加熱爐加熱到800℃，再采用水冷以7℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
實施例3
本實施例提供的一種貨架立柱用高強度合金鋼，該高強度鋼梁包括鋼體和涂覆在鋼體外壁上的抗沖擊層，所述鋼體的化學成分質量百分比為：C：0.07%、Mn：0.89%、Cr：6.1%、Si：0.31%、W：0.25%、Ti：0.79%、Re：0.27%、Mg：0.25%、Mo：0.15%、Rh：0.085%、鑭系稀土：0.15-0.23%、余量為Fe和不可避免的雜質；所述雜質的總含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述鑭系稀土的組分質量百分比為：鈰：15%、銪：7%、釓：12%、鐠：13%、鉺：10%、余量為鑭，以上各組分之和為100%；
所述抗沖擊層的重量份組分包括：環氧樹脂21份、碳纖維9份、短切玻璃纖維8份、正硅酸乙酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷13份、氨基樹脂3份、新戊二醇5份、焦磷酸鈉7份、煤焦油4份、石英粉3份、丙烯酸樹脂9份、硬脂酸7份、聚丙烯酰胺3份、乙烯-醋酸乙烯共聚物7份、乙氧基化烷基胺21份、羥基聚二甲基硅氧烷5份、聚磷酸銨8份。
本實施例的地貨架立柱用高強度合金鋼的制造方法，包括以下步驟：
㈠將冶煉好的鋼材送入加熱爐加熱到1170℃，保溫20min，再升溫至1250℃，將鋼材進行熱軋至所需尺寸，
㈡然后將軋制好的鋼材送入加熱爐加熱到1195℃，在線經第一冷卻工序將鋼材快速度冷卻到725℃，然后在淬火裝置內用水或淬火液進行為時26秒淬火，然后經過回火加熱爐加熱到870℃回火；
㈢將鋼材送入感應爐進行二次淬火，加熱溫度為810℃，再將感應加熱完成的鋼材不經過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度13℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點以下30℃；
㈣將二次淬火后的鋼材經過回火加熱爐加熱到620℃，保溫42秒；
㈤將回火后的鋼材在線采用壓縮空氣或霧狀淬火液以8℃/s的冷卻速率將鋼材冷至470℃，然后經過加熱爐加熱到810℃，再采用水冷以8℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至室溫；
㈥合格的鋼梁進行定尺分切，管端倒坡口，最后在鋼梁外壁噴抗沖擊層，烘干。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。