[发明专利]一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010130887.1 申请日: 2020-02-28
公开(公告)号: CN113322410B 公开(公告)日: 2022-06-28
发明(设计)人: 金峰;赵浩洋;翟瑞银;姚赞 申请(专利权)人: 宝山钢铁股份有限公司
主分类号: C22C38/02 分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/28;C21D8/06;C21D1/74;C21D1/32;C21D1/25
代理公司: 上海开祺知识产权代理有限公司 31114 代理人: 竺明
地址: 201900 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 延迟 断裂 性能 优异 强度 螺栓 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其成分重量百分比为:碳:0.35~0.50%,锰:0.20~0.70%,铬:0.75~1.35%,钼:0.55~1.45%,钒:0.10~0.50%,铝:0.005~0.10%,硫:0~0.005%,硅:0.02~0.05%,钛:0.005~0.15%,氧:0.0005~0.003%,氮:0.001~0.007%,其余为铁及其它不可避免的杂质;且,所述钛含量/氮含量≥3.5;铬、钼、钒三种元素含量之和≥1.75%;硫、氧、氮三种元素含量之和≤0.01%;

所述高强度螺栓用钢的显微组织为铁素体+片层状珠光体+贝氏体;

所述高强度螺栓用钢制成的螺栓的抗拉强度为1400~1650MPa,断面收缩率高于50%。

2.如权利要求1所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:还含有,硼:0.0005~0.0050%,铌:0.003~0.10%中的一种或一种以上。

3.如权利要求1或2所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:所述高强度螺栓用钢制成的螺栓的显微组织为回火索氏体+析出物,析出物包括铁的碳化物、铬的碳化物、钼的碳化物、钒的碳氮化物,析出物尺寸5~120nm;晶粒尺寸不大于50μm。

4.如权利要求1~3中任何一项所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,包括如下步骤:

1)冶炼、铸造

按权利要求1或2所述的成分冶炼,采用连铸机浇铸成圆坯或方坯,圆坯、方坯尺寸为320-500mm;

2)初轧开坯

采用二火成材工艺,将圆坯或方坯在1050-1270℃温度下初轧开坯为115-170mm方坯料,轧制总压下量需高于40%;

3)坯料加热,加热炉加热控制在920-1150℃,保温时间为1.0-3.0h;

4)盘条轧制

盘条高速线材轧制过程中控制轧制速度为15-115m/s;精轧机组进口温度为880-1050℃,减定径机组进口温度为840-970℃,吐丝温度为800-950℃;轧制盘条尺寸规格为Ф5-28mm;

5)控制冷却

盘条轧制后通过调整斯太尔摩线风机分量控制盘条组织转变,斯太尔摩线14台风机风量调整范围为:F1-F3风机风量为500立方米/分钟~1200立方米/分钟,F4-F6风机风量为0立方米/分钟~800立方米/分钟;风机吹风之后加盖保温罩,保温过程的冷却速度应不高于0.15℃/s,得到的高强度螺栓用钢,其显微组织是铁素体+片层状珠光体+贝氏体。

5.如权利要求4所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,还包括球化退火→酸洗、磷化→拉拔→冷镦→调质→螺纹加工→去氢处理→表面处理;其中,

退火热处理采用气氛保护炉或真空炉进行加热,加热温度775~795℃,保温3.5~6小时;再经4~6小时降至690℃~710℃,保温3~5小时;最后随炉降至550℃以下出炉;

调质热处理采用炉次生产或连续生产方式,淬火加热温度915~945℃,加热时间不低于90分钟;然后,采用40~60℃的矿物油冷却至80℃以下;最后,采用不低于550℃温度加热90分钟以上;

去氢处理,加热温度180~250℃,加热时间不低于4小时。

6.如权利要求5所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,所述表面处理采用涂油或钝化处理。

7.如权利要求4所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,步骤1)冶炼采用电炉或转炉,再进行炉外精炼,炉外精炼采用LF炉加VD或RH脱气处理工艺,LF精炼过程中调整合成渣组成和碱度,控制钢中S元素含量低于0.005%;VD或RH真空脱气时间需大于30分钟,控制终点O含量0.0005-0.0030%,N含量0.0010-0.0070%,H含量低于2ppm;精炼结束钢包镇静时间大于15min,利于大颗粒夹杂物上浮,控制钢液中夹杂物小于30um。

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