[发明专利]一种含铌耐大气腐蚀14.9级高强度螺栓用钢及其生产方法

说明书

本发明公布了一种含铌耐大气腐蚀14.9级高强度螺栓用钢及其生产方法，所述高强度螺栓用钢按重量百分比含有：C 0.45％～0.50％、Si≤0.10％、Mn 0.40％～0.70％、Cr 1.20％～1.50％、Mo 0.80～1.00％、V 0.20％～0.40％、Nb 0.02％～0.07％、Ni 0.20％～0.30％、Cu 0.15％～0.35％、Alt 0.015％～0.040％、P≤0.010％、S≤0.010％％、O≤0.0015％、N≤0.006％。其余为Fe和其它不可避免的杂质。本发明钢热处理后力学性能可达到：R_m≥1400MPa，屈强比R_P0.2/R_m≥0.9，断后伸长率A≥10％，断面收缩率Z≥45％，钢材的奥氏体晶粒度大于等于10.0级，常温冲击吸收功KV₂≥45J，有良好的强度和塑韧性，且具有优良的耐延迟断裂性能和良好的耐蚀性能。

技术领域

本发明属于紧固件用钢技术领域，尤其涉及一种含铌耐大气腐蚀14.9级高强度螺栓用钢及其生产方法。

背景技术

紧固件是我国装备制造业的基础性产业，广泛应用于国民经济的各个领域。近年来，随着我国汽车、风电、机械、建筑等各个行业的高速发展，对制造各类紧固件(如螺栓、螺母等)等零件使用的材料提出了设计应力和轻量化的要求，最有效的措施就是提高紧固件的强度，一些汽车、建设机械用螺栓甚至要求强度大于1400MPa。国内外先后开发出了一系列耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢，如日本住友金属公司的ADS系列、神户制钢的KNDS系列、北京钢铁研究总院ADF系列等。

高强度紧固件连接具有承接能力高、受力性好、耐疲劳、不松动、较安全及施工简便、可拆换等优点，在基础建设的钢结构连接中被广泛使用。然而，钢结构在各种大气环境中使用会产生腐蚀，为延长使用寿命用于钢结构用建筑、桥梁、电力等方面连接使用的高强螺栓均采用涂装的方式进行防腐，如电镀或者热镀锌。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3到5年进行维护和10-15年重新防腐涂装，涂装过程存在污染环境、成本高等问题，同时高强度螺栓电镀和热镀锌过程中引入的H元素会增加螺栓使用过程中的氢致延迟断裂问题，因此耐候高强度螺栓用钢的需求越来越迫切，要求也越来越高，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，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，以满足钢结构轻量化和高安全性的要求。

近年来，开发耐大气腐蚀高强度螺栓是热门课题。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，中国专利CN 108754303 A(201810357699.5)一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢提出了一种抗拉强度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，但仅可用来制造12.9级高强度螺栓。

综上所述，随着汽车轻量化的发展，兼顾耐大气腐蚀及耐延迟断裂的高强度螺栓栓用材料需求越来越迫切，但目前螺栓强度最高级别仅局限于12.9级，14.9级耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓用钢报道较少，其产品及成果方面处于空白。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种抗拉强度1400MPa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1400MPa以上的14.9级钢结构用高强度螺栓及制造方法。

本发明的具体技术方案为：