[发明专利]一种含硼高强度免退火紧固件用钢盘条及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种含硼高强度免退火紧固件用钢盘条及其制备方法。

背景技术

紧固件用钢是采用冷镦挤压成型工艺生产互换性较高的标准件用钢。紧固件用钢在常温下利用金属塑性加工成型，材料内部组织严密、产品的力学性能好、加工材料损失少、生产效益高、能量消耗低、产品尺寸精度高、表面光洁度好，广泛用于冷镦成形的螺栓、螺母、螺钉、铆钉和销轴等各类紧固件和零配件的生产。

近年来，随着紧固件行业的产品结构调整，紧固件从低强度向高强度免退火发展，从高能耗向资源节约型发展已成为必然趋势。含硼10B21冷镦钢具有良好的塑性和冷镦性能，盘条原始硬度低，可缩短或免球化退火工艺，冷镦开裂率低，经调质热处理后具有强度高、淬透性好等优点，已成为各紧固件用钢企业制造高强度紧固件的主要需求产品。目前国内含硼10B21冷镦钢盘条基本上通过转炉+LF炉精炼+连铸+高线轧制工艺生产，钢中气体含量和夹杂物相对较高，氧含量>25ppm，氢含量>2ppm，非金属夹杂物大多为0.5-1.0级，此外，钢的显微组织配比未达到最优化，导致钢的塑韧性较低，其冷加工成型及变形能力有限，盘条1/4冷顶锻合格率低，制约了该产品在10.9级高级别标准件的应用。

目前国内已有高强度紧固件用钢的专利和论文研究报道，但钢的塑韧性及断面收缩率较低，产品大多只用于8.8级高强度螺栓的生产。如山西新泰钢铁有限公司申请的专利“一种含钛和硼热轧低硬度的高强度紧固件用钢及其生产方法”，钢的化学成分为：C 0.19-0.38wt%，Si≤0.30wt%，Mn 0.50-1.48wt%，P≤0.025wt%，S≤0.015wt%，Ti≤0.050wt%，B≤0.0045wt%，采用转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、高线轧制等工艺生产，盘条硬度80-90HRB，断面收缩率仅48%，显微组织有少量贝氏体，产品用于制造8.8级紧固件；宝山钢铁股份有限公司申请的专利“高强度紧固件用非调质双相冷墩钢及其制造方法”，钢的化学成分为：C 0.06-0.15wt%，Si 0.60-0.90wt%，Mn 1.40-2.00wt%，P≤0.025wt%，S≤0.025wt%，Al≤0.040wt%，采用转炉(或电炉)冶炼、LF炉精炼、连铸(或模铸)、高线轧制等工艺生产，盘条金相组织为15~30%马氏体(或含少量贝氏体)+70~85%铁素体组织，力学性能Rm≥550MPa，伸长率A 16-23%，断面收缩率Z 27-66%，产品用于生产8.8级高强度紧固件；江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司申请的专利“一种高强度耐腐蚀紧固件用钢”，钢的化学成分为：C 0.14-0.17wt%，Si 0.17-0.24wt%，Mn 0.50-0.70wt%，Cr 0.85-0.95wt%，P≤0.020wt%，S≤0.020wt%，采用转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、高线轧制工艺生产，钢的抗拉强度Rm 490-520MPa，延伸率30%；江苏沙钢甘望益等人发表的论文“含硼冷镦钢10B21热轧盘条的开发”，钢的化学成分为：C 0.18-0.23wt%，Si≤0.10wt%，Mn 0.60-0.90wt%，P≤0.035wt%，S≤0.030wt%，B 0.0010-0.0030wt%，Al 0.020-0.035wt%，采用电炉冶炼、LF炉精炼、连铸、高线控轧控冷工艺生产，盘条抗拉强度Rm 505-550MPa，伸长率A 25-30%，断面收缩率Z 64-70%，产品用于生产8.8级高强度紧固件。现有含硼高强度紧固件用钢的塑韧性和加工变形能力还不能满足市场需求，因此，开发一种能解决上述问题的产品是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种含硼高强度免退火紧固件用钢盘条；第二目的在于提供所述的含硼高强度免退火紧固件用钢盘条的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的含硼高强度免退火紧固件用钢盘条具有下列重量百分比的化学成分：C 0.20~0.24wt%、Si≤0.04wt%、Mn 0.50~0.70wt%、Cr 0.25~0.35wt%、Ti 0.035~0.055wt%、Als 0.035~0.055wt%、B 0.0045~0.0060wt%、 S≤0.004wt%、P≤0.012wt%、O≤0.0015wt%、H≤0.00015wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：