一种货架立柱用高强度合金钢及其制造方法技术领域
本发明涉及一种钢梁及其制造方法，具体的说是一种货架立柱用高强度合金钢及
其制造方法，属于金属制造装备技术领域。
背景技术
储设备是指能够满足储藏和保管物品需要的技术装置和机具，仓储设备是仓储与
物流技术水平高低的主要标志，现代仓储设备体现了现代仓储与物流技术的发展。仓储设
备中的货架是比较常用的设备，由于特殊物料的存放需要，货架的使用条件和环境越来越
苛刻，对钢板的厚度要求越来越厚，相应地对用于仓储设备的钢板的技术要求也不断提高。
特别是用于存放一高重量货物时，常常会因为钢梁的横向屈服强度不够而导致仓储设备在
短时间内就断裂，增加了仓储成本；且在一些寒冷地区，于货架承重的钢板的低温韧性也不
高，也常会导致仓储设备在短时间内就断裂。因此如何有效提高用于仓储设备的钢板的横
向屈服强度及低温韧性是本领域技术人员一直需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种货架立柱用
高强度合金钢及其制造方法，能够显著提高货架立柱用钢材的耐磨抗冲击能力，且具有优
异低温韧性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种货
架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体外壁上的抗冲击层，所述钢
体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.15-0.23%、余量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量
≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：11-15%、铕：5-7%、钆：6-12%、镨：10-13%、铒：5-
10%、余量为镧，以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂19-21份、碳纤维7-9份、短切玻璃纤维5-8
份、正硅酸乙酯1-3份、乙烯基三甲氧基硅烷11-13份、氨基树脂2-3份、新戊二醇3-5份、焦磷
酸钠4-7份、煤焦油2-4份、石英粉1-3份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷2-5份、聚
磷酸铵5-8份。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢
梁包括钢体和涂覆在钢体外壁上的抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.15%、余量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其
中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：11%、铕：5%、钆：6%、镨：10%、铒：5%、余量为镧，
以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂19份、碳纤维7份、短切玻璃纤维5份、正硅
酸乙酯1份、乙烯基三甲氧基硅烷11份、氨基树脂2份、新戊二醇3份、焦磷酸钠4份、煤焦油2
份、石英粉1份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷2份、聚磷酸铵5份。
前述的货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体外壁上的
抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.20%、余量为Fe和
不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤0.004%、N≤
0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：14%、铕：6%、钆：10%、镨：12%、铒：7%、余量为镧，
以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂20份、碳纤维8份、短切玻璃纤维7份、正硅
酸乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷12份、氨基树脂2份、新戊二醇4份、焦磷酸钠5份、煤焦油3
份、石英粉2份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷4份、聚磷酸铵7份。
前述的货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体外壁上的
抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.15-0.23%、余量
为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤
0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：15%、铕：7%、钆：12%、镨：13%、铒：10%、余量为
镧，以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂21份、碳纤维9份、短切玻璃纤维8份、正硅
酸乙酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷13份、氨基树脂3份、新戊二醇5份、焦磷酸钠7份、煤焦油4
份、石英粉3份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷5份、聚磷酸铵8份。
一种货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1150-1170℃，保温20-30min，再升温至1230-
1250℃，将钢材进行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1150-1195℃，在线经第一冷却工序将钢材
快速度冷却到710-725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时22-26秒淬火，然后经
过回火加热炉加热到860-870℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为780-810℃，再将感应加热完成的钢材
不经过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度10-13℃/s，使钢材温
度冷却到Ms点以下10-30℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到610-620℃，保温42-45秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以5-8℃/s的冷却速率将钢材冷至
450-470℃，然后经过加热炉加热到790-810℃，再采用水冷以5-8℃/s的冷却速率将钢材水
冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
前述的货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1150℃，保温30min，再升温至1230℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1150℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到710℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到860℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为780℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度10℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下10℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到610℃，保温42秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以5℃/s的冷却速率将钢材冷至
450℃，然后经过加热炉加热到790℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
前述的货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1160℃，保温25min，再升温至1240℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1175℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到720℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时24秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到865℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为800℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度12℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下20℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到615℃，保温43秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以7℃/s的冷却速率将钢材冷至
460℃，然后经过加热炉加热到800℃，再采用水冷以7℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
进一步的，前述的货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1170℃，保温20min，再升温至1250℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1195℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到870℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为810℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度13℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下30℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到620℃，保温42秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以8℃/s的冷却速率将钢材冷至
470℃，然后经过加热炉加热到810℃，再采用水冷以8℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
本发明的有益效果是：本发明通过中锰成分设计方式，显著提高钢材的淬透性，在
空冷状态下便可获得马氏体组织，弥补传统钢材厚度方向性能不均现象。同时，Mn元素可降
低钢材的韧脆转变温度，提高残余奥氏体稳定性，进而提高钢材的低温韧性。本发明采用低
碳成分设计，改善钢材焊接性能。通过Nb微合金化处理，提高钢材强度；同时本发明钢材还
具有高屈服强度和低屈强比的显著特点。
本发明抗冲击层通过引入高强度体系进行增强改性，具有优异的冲击强度和摩擦
系数；实验结果显示，本发明的高强度体系能有效增强货架立柱的冲击强度，当由高强度体
系加入抗冲击基体后，能使本发明抗冲击层抗冲击强度较现有材料提高至少2倍以上，冲击
强度可达到6.7kJ／m3。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供的一种货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体
外壁上的抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.15%、余
量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤
0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：11%、铕：5%、钆：6%、镨：10%、铒：5%、余量为镧，
以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂19份、碳纤维7份、短切玻璃纤维5份、正硅
酸乙酯1份、乙烯基三甲氧基硅烷11份、氨基树脂2份、新戊二醇3份、焦磷酸钠4份、煤焦油2
份、石英粉1份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷2份、聚磷酸铵5份。
本实施例的货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1150℃，保温30min，再升温至1230℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1150℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到710℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到860℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为780℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度10℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下10℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到610℃，保温42秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以5℃/s的冷却速率将钢材冷至
450℃，然后经过加热炉加热到790℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
实施例2
本实施例提供的一种货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体
外壁上的抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.20%、余
量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤0.007%、H≤
0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：14%、铕：6%、钆：10%、镨：12%、铒：7%、余量为镧，
以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂20份、碳纤维8份、短切玻璃纤维7份、正硅
酸乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷12份、氨基树脂2份、新戊二醇4份、焦磷酸钠5份、煤焦油3
份、石英粉2份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷4份、聚磷酸铵7份。
本实施例的货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1160℃，保温25min，再升温至1240℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1175℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到720℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时24秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到865℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为800℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度12℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下20℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到615℃，保温43秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以7℃/s的冷却速率将钢材冷至
460℃，然后经过加热炉加热到800℃，再采用水冷以7℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
实施例3
本实施例提供的一种货架立柱用高强度合金钢，该高强度钢梁包括钢体和涂覆在钢体
外壁上的抗冲击层，所述钢体的化学成分质量百分比为：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%、镧系稀土：0.15-
0.23%、余量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质的总含量≤0.2%，其中，P≤0.015%、S≤
0.007%、H≤0.004%、N≤0.006％、O≤45ppm；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：铈：15%、铕：7%、钆：12%、镨：13%、铒：10%、余量为
镧，以上各组分之和为100%；
所述抗冲击层的重量份组分包括：环氧树脂21份、碳纤维9份、短切玻璃纤维8份、正硅
酸乙酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷13份、氨基树脂3份、新戊二醇5份、焦磷酸钠7份、煤焦油4
份、石英粉3份、丙烯酸树脂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、羟基聚二甲基硅氧烷5份、聚磷酸铵8份。
本实施例的地货架立柱用高强度合金钢的制造方法，包括以下步骤：
㈠将冶炼好的钢材送入加热炉加热到1170℃，保温20min，再升温至1250℃，将钢材进
行热轧至所需尺寸，
㈡然后将轧制好的钢材送入加热炉加热到1195℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度
冷却到725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加
热到870℃回火；
㈢将钢材送入感应炉进行二次淬火，加热温度为810℃，再将感应加热完成的钢材不经
过保温直接用高压喷射水或淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度13℃/s，使钢材温度冷却
到Ms点以下30℃；
㈣将二次淬火后的钢材经过回火加热炉加热到620℃，保温42秒；
㈤将回火后的钢材在线采用压缩空气或雾状淬火液以8℃/s的冷却速率将钢材冷至
470℃，然后经过加热炉加热到810℃，再采用水冷以8℃/s的冷却速率将钢材水冷至室温；
㈥合格的钢梁进行定尺分切，管端倒坡口，最后在钢梁外壁喷抗冲击层，烘干。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是
按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围
之内。