[发明专利]一种耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢及其生产方法，属于紧固件用钢技术领域。所述耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢包括以下重量百分比的化学成分：C0.55％～0.60％、Si1.80％～2.00％、V0.10％～0.20％、Nb0.05％～0.15％、Mn0.25％～0.35％、Cr1.05％～1.35％、Mo1.50％～1.80％、Ni0.10％～0.30％、Cu0.20％～0.35％：Als0.015％～0.040％、P≤0.010％、S≤0.010％、H≤0.00015％、O≤0.0010％、N≤0.005％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。采用本发明的技术方案能够有效解决上述问题，具有优良的耐蚀和耐延迟断裂性能，能够满足汽车发动机高应力化的紧固件性能要求。

技术领域

本发明属于紧固件用钢技术领域，尤其涉及一种耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢及其生产方法。

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。汽车车体轻量化是提高汽车燃油效率和减少CO₂排放的有效方法之一，由于发动机、行走部分零部件的小型、轻量化的需求，紧固件被用于比以往更高的拉伸负荷环境下，因此必须解决表面缺陷或钢中非金属夹杂物等缺陷导致其疲劳强度的降低，以及伴随着大气腐蚀和氢敏感性增加的延迟破坏等技术难题。

超高强度紧固件作为联接部件的紧固件以及其他冷镦成型零件，提出了高设计应力和轻量化的要求，在这方面尤以汽车制造业的要求最强烈，原有的汽车用紧固件，尤其是发动机螺栓已难以满足汽车发动机高应力化的要求。然而，由于汽车运行的环境较为复杂，螺栓在各种大气环境中使用时会产生腐蚀，为延长其使用寿命，用于汽车方面连接使用的高强度螺栓均会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，会降低螺栓的使用寿命，防腐效果不理想；同时超高强度螺栓电镀和热镀锌过程中引入的H元素也会增加螺栓使用过程中的氢致延迟断裂问题，因此汽车用超高强度紧固件必须具有优良的耐蚀性能，而且还要求其具有优异的耐延迟断裂性能，以满足汽车轻量化和高安全性的要求。

经检索，关于螺栓用钢的专利已有相关公开。如，中国专利申请号为01129512.0的申请案公开了一种强度为1400～1600MPa耐延迟断裂的高强度螺栓用钢，该钢的具体成分为：C0.35～0.5％，Si0.01～0.09％，Mn≤0.30％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr0.5～1.5％，Mo0.7～1.5％，V0.20～0.50％，Nb0.01～0.08％，RE0.002～0.04％，Al0.005～0.05％，N0.006～0.015％，Ti和Zr中的任意一种或两种之和为0.01～0.15，其余为Fe及不可避免的杂质。该螺栓的最大抗拉强度仅为1580MPa，达不到高强度螺栓的使用性能要求，且化学成分添加了RE等，生产成本显著增加。

又如，中国专利申请号为200810049411.4公开了一种抗延迟断裂的16.9级螺栓制作方法，该钢锭的化学成分范围应控制在C0.15～0.19％，Mn≤0.10％，Si≤0.10％，S≤0.005％，P≤0.008％，S+P≤0.010％，Cr1.80％～2.00％，Ni9.50～10.50％，Co13.50～14.50％，Mo0.90～0.10％，Ti≤0.015％，O≤0.0020％，N≤0.0015％。该螺栓用钢不仅采用真空感应熔炼+真空自耗熔炼、锻造成型和复合热处理等较复杂的生产工艺，且Ni和Co等贵重元素含量较高，导致其生产成本也较高，不适宜工业化生产。

发明内容

1.要解决的问题