[发明专利]一种耐高温高强度螺栓及其生产方法

说明书

本发明公开了一种耐高温高强度螺栓，所述螺栓的化学成分按质量百分比计为：C：0.05～0.09，Si：0.3～0.6，Mn：2.3～2.5，P：≤0.003，S：≤0.005，Ni：15.0～18.0，Cr：14.2～15.8，Ti：3.1～3.5，Al：≤0.1，Mo：0.5～1.0，Ce：0.04～0.07，Pm：0.03～0.05，V：0.05～0.15，余量Fe和不可避免杂质。本发明的耐高温高强度螺栓，满足长期使用温度为700～800℃及要求高抗拉强度的特定工业使用场合。本发明还公布了一种耐高温高强度螺栓的生产方法。

技术领域

本发明涉及机械紧固件技术领域，具体的说涉及一种耐高温高强度螺栓及其生产方法。

背景技术

螺栓作为机械零件的一种，由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件，与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。螺栓螺母作为配套紧固件，得到了大范围的广泛应用，但是在一些特殊应用场合，例如航空航天、核工业、石油炼化、高温燃料电池等许多需要在长期高温环境下使用的领域，现有市场上的螺栓螺母很难满足其使用要求，因此，需要研发生产一种耐高温高强度的螺栓应用于上述特殊场合。

对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。高温固溶处理时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大；低温固溶处理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。

中国专利CN103014551B公布了一种高温合金耐热不锈钢螺栓的生产工艺，该工艺在995±10℃的固溶温度下进行合金的固溶处理，再经过结晶退火、去应力回火、稳定化处理后，在时效处理时所析出的颗粒晶粒度较小，具有较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度，但是由于晶粒度较小，对于长期高温使用的场合，其高温持久稳定性和抗蠕变性能较差。中国专利CN107201431A公布了一种提高GH2132螺栓高温持久性能的时效处理方法，通过两道时效处理工艺，从而获得尺寸更小、弥散度更大的γ′强化相，从而提高螺栓高温持久性能和螺栓疲劳寿命。中国专利CN108220791A公布了一种高强度耐高温合金钢及用其制备的高强度螺栓，通过在冶炼时加入稀土硅镁合金或稀土硅铁合金，达到高强度高温螺栓的使用要求。

现有技术生产的耐高温螺栓，各有其不同的优点，但是仍存在不同程度的缺陷。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的之一在于提供一种耐高温高强度螺栓，目的之二在于提供一种新的生产耐高温高强度螺栓的方法，克服现有技术存在的不足之处，以便满足特殊场合使用的高温高强度螺栓的使用要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种耐高温高强度螺栓，其特征在于，所述螺栓的化学成分按质量百分比计为：C：0.05～0.09，Si：0.3～0.6，Mn：2.3～2.5，P：≤0.003，S：≤0.005，Ni：15.0～18.0，Cr：14.2～15.8，Ti：3.1～3.5，Al：≤0.1，Mo：0.5～1.0，Ce：0.04～0.07，Pm：0.03～0.05，V：0.05～0.15，且满足公式(1)和公式(2)，余量Fe和不可避免杂质；

0.8Ni+0.3Ti+0.25Cr+0.15Mo≥16……(1)

Ni+0.3Ti+0.05Cr+1.2Mo-2.6Si+4C≤20……(2)

其中，元素符号表示该元素在螺栓中的质量百分比含量。