[发明专利]一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢

说明书

本发明公开了一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢，其特征在于，按质量百分比，其组成包含：C：0.30～0.45％，Si：d 0.25％，Mn：0.40～1.40％，P：d 0.012％，S：d 0.008％，Cr：0.40～1.20％，Mo：0.15～0.50％，Ni：0.30～1.20％，Cu：0.20～0.60％，V：0.05～0.20％，Re：0.005～0.030％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。本发明提供的耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢与现有技术相比，不仅强度水平高，而且具有优异的耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能，可用来制作桥梁等钢结构用12.9级高强度螺栓；并且成本低。

技术领域

本发明涉及合金钢领域。更具体地，涉及一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢。

背景技术

钢结构因其具有强度高、自重轻、施工周期短、基础造价低及抗震性较好等系列有点儿被广泛应用于基础建设。然而，钢结构在各种大气环境中使用会产生腐蚀，对此国内钢结构基本均采用涂装的方式进行防腐。但表面喷涂等方法的防腐年限一般为5～10年，因涂层的老化和分化，必须进行定期维护和重新防腐涂装，涂装过程会造成环境污染，且增加成本。因此，国外特别是美国等早在上世纪六十年代即开始了免涂装耐候钢板的应用。我国近年来在耐候钢的应用方面取得了重要进展，越来越多的桥梁建设开始选用耐候桥梁钢。

桥梁结构使用的板材和型钢的一个主要连接方式是高强度螺栓连接，起连接作用的高强度螺栓同样面临着大气腐蚀方面的问题，对此全部采用涂层法解决。然而，随着免涂装的耐候钢桥梁的建设，对耐候高强度螺栓的需求剧增。目前，桥梁等钢结构用高强度螺栓的强度水平最高为10.9级，随着大跨度桥梁等钢结构的发展和更高强度级别耐候钢的应用，对连接使用的材料提出了更高强度水平的要求，以满足结构轻量化和高安全性等的要求。然而，大量使用结果表明，当用调质处理的低合金钢制造的螺栓的抗拉强度超过约1000～1200MPa时，延迟断裂问题就变得十分突出。因此，对于桥梁等钢结构用高强度螺栓钢，不仅要求其具有优良的耐大气腐蚀性能，而且还要求其具有优异的耐延迟断裂性能。

近年来，国际上开展了耐候性及耐延迟断裂高强度螺栓钢的研究开发。如日本专利JP2014-1442提出了兼备耐候性与耐延迟断裂的一种高强度螺栓钢，但其强度水平为1000～1200MPa级，仅可用来制作10.9级高强度螺栓。中国申请专利2017101375650.8、201710375670.5分别提出了免涂装钢结构用耐工业大气腐蚀高强度螺栓钢及制造方法、免涂装桥梁结构用耐工业大气腐蚀高强度螺栓钢及制造方法，其调质处理后的抗拉强度水平为1000～1200MPa级，同样仅可用来制造10.9级高强度螺栓，难以满足大跨度免涂装桥梁对12.9级高强度螺栓的要求；此外，钢中的杂质元素P含量较高，尽管具有改善耐候性的良好作用，但严重恶化钢的耐延迟断裂性能。此外，日本住友金属开发的1300MPa级耐延迟断裂的高强度螺栓钢ADS3(鉄と鋼，1996,82:297)及中国专利CN00105872.X发明的一种抗拉强度1300～1500MPa的耐延迟断裂螺栓钢，尽管可用来制造12.9级及其以上强度级别的高强度螺栓，但其均没有考虑耐候性，同样难以满足桥梁等钢结构对高强度螺栓耐大气腐蚀性能的要求。

发明内容

基于以上背景技术，本发明提供一种抗拉强度1200MPa以上、且具有优良的耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能的高强度螺栓钢，可用来制作抗拉强度1200MPa以上的12.9级钢结构用高强度螺栓。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢，按质量百分比，其组成包含：