[发明专利]不锈钢材料、螺栓制造方法及螺栓

说明书

本申请实施例中提供了一种不锈钢材料，螺栓制造方法及螺栓，不锈钢含有的化学元素成分及其质量百分比包括：C≤0.012％，Si≤0.1％，Mn≤0.15％，S≤0.005％，P≤0.015％，Cr：大于等于10.5％且小于等于12.5％，Ni：大于等于10.7％且小于等于11.5％，Mo：大于等于0.75％且小于等于1.25％，Ti：大于等于1％且小于等于1.3％，Al≤0.1％，H≤0.00015％，余量为Fe；螺栓采用该不锈钢制成。本申请实施例的不锈钢具有较高的硬度和强度，能够达到航天飞行器的使用要求；采用该不锈钢制成的螺栓可以避免发生氢脆和咬死的现象。

技术领域

本申请涉及航天连接紧固件设计技术领域，尤其涉及一种不锈钢材料，螺栓制造方法及螺栓。

背景技术

在航天飞行器上，相邻舱段之间对接时一般采用螺栓做为紧固件，由于航天飞行器在飞行过程中承受温度高、载荷大，因此对于螺栓的可靠性要求较高，螺栓材料常采用耐高温的高强度钢材。

在相关技术的方案中，航天飞行器上常用的螺栓材料有30CrMnSiA和17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)。但是，发明人发现采用30CrMnSiA材料制成的螺栓在使用过程中常出现氢脆问题，而采用17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)材料制成的螺栓使用过程中常出现螺栓咬死问题。

发明内容

本申请实施例中提供了一种不锈钢材料，螺栓制造方法及螺栓，用于解决相关技术中航天飞行器上螺栓的氢脆和咬死问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种不锈钢材料，含有的化学元素成分及其质量百分比包括：

C≤0.012％，Si≤0.1％，Mn≤0.15％，S≤0.005％，P≤0.015％，Cr：大于等于10.5％且小于等于12.5％，Ni：大于等于10.7％且小于等于11.5％，Mo：大于等于0.75％且小于等于1.25％，Ti：大于等于1％且小于等于1.3％，Al≤0.1％， H≤0.00015％，余量为Fe。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种螺栓制造方法，包括如下步骤：

固溶热处理，将螺栓毛坯加热至第一预设温度并恒温保持第一预设时间，使螺栓毛坯的中间相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到饱和固溶体；其中，所述螺栓毛坯采用如权利要求1所述的不锈钢材料制成，包括螺帽和螺杆；

冷处理，将固溶热处理后的螺栓毛坯继续冷至第二预设温度并恒温保持第二预设时间，使固溶热处理后的螺栓毛坯中在室温尚未转变的残余奥氏体继续转变为马氏体；

时效处理，在第三预设温度下将冷处理后的螺栓毛坯放置第三预设时间，以提高螺栓毛坯的硬度和强度。

如上所述的螺栓制造方法，可选地，在固溶热处理的步骤中，所述第一预设温度的取值范围为大于等于880℃且小于等于920℃，所述第一预设时间的取值范围为大于等于40分钟且小于等于60分钟。

如上所述的螺栓制造方法，可选地，所述固溶热处理中的快速冷却的步骤，具体为：

采用油冷或水冷的方式使中间相充分溶解到固溶体中后快速冷却。

如上所述的螺栓制造方法，可选地，在冷处理的步骤中，所述第二预设温度的取值范围为大于等于-80℃且小于等于-60℃，所述第二预设时间的取值范围为大于等于8.5小时且小于等于9.5小时。

如上所述的螺栓制造方法，可选地，在述时效处理的步骤中，所述第三预设温度的取值范围为大于等于480℃且小于等于520℃，所述第三预设时间的取值范围为大于等于4小时且小于等于6小时。

如上所述的螺栓制造方法，可选地，时效处理的步骤之后，所述方法还包括：

车制，将时效处理后的所述螺栓毛坯采用车削的方式对螺栓毛坯的螺帽和光杆进行车削；