[发明专利]一种高强度合金冷镦钢B7盘条及其生产方法

说明书

本发明提供了一种高强度合金冷镦钢B7盘条及其生产方法，本发明通过合理的合金成分设计，适当提高Mn含量，保证Mn/Si＞3，可改善钢水流动性，同时强化LF炉工序钢液脱氧化渣，提高钢液在连铸的可浇性；适当提高Cr、Mo含量，能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，还可以抑制合金钢由于回火而引起的脆性，保证回火稳定性；通过连铸保护浇铸控制可有效降低钢水N含量，同时加入适量的Al，可固定钢中游离的N含量，可解决铸坯表面缺陷及降低轧制盘条裂纹缺陷的产生；通过合理控制轧制工艺参数，相转变得到具有铁素体和珠光体+少量贝氏体的复相组织，使该冷镦钢B7盘条获得良好的强韧性，客户易加工，完全满足产品使用要求。

技术领域

本发明属于合金领域，具体涉及一种高强度合金冷镦钢B7盘条及其生产方法。

背景技术

合金冷墩钢主要用作制造10.9级以上高强度内六角螺钉、螺栓等标准件和应用于高负荷下工作的重要丝杆结构件，如车辆和发动机的传动件，汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴等,对盘条的化学成分、表面质量、冷镦性能、力学性能等提出了较高要求。B7钢属于高强度紧固件用钢，是美标ASTM A193中一种高强度冷镦标准件用钢的牌号，主要用于制作10.9、12.9级标准件，广泛应用于机械、电气、汽车、交通运输、航空航天等领域。该产品对热处理后性能要求较高，要求具有高强度、高塑性、高冲击韧性，与国产42CrMo钢相比，其塑性指标明显高很多。生产B7钢种除要求具有良好铸坯质量外，钢中因含有Cr、Mo合金元素，而Cr和Mo的综合作用，能显著地提高过冷奥氏体的稳定性，以防止奥氏体晶粒的粗大化。因此，合金冷墩钢B7在冶炼工序的微合金化成分工艺设计，以及轧制工序的控轧控冷工艺设计至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度合金冷镦钢B7盘条，具有良好的强韧性匹配，保证产品的力学性能指标高于美标ASTM A193中B7钢要求的屈服强度(Rel)≥725MPa，抗拉强度Rm≥860MPa，断后伸长率A≥16％，面缩率Z≥50％。

本发明另一目的在于提供一种高强度合金冷镦钢B7盘条的生产方法，通过成分设计和生产工艺优化，提高铸坯表面质量，而且，本发明工艺操作简单，生产成本低，作业效率高，产品具有强度和塑性配合良好的特点。

本发明具体技术方案如下：

一种高强度合金冷镦钢B7盘条，含有以下重量百分比化学成分：C 0.38-0.48％，Si0.15-0.35％，Mn 0.70-0.95％，Cr 0.80-1.10％，Mo 0.15-0.25％，Al 0.025-0.045％，N≤0.0060％，P≤0.025％，S≤0.015％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述高强度合金冷镦钢B7盘条，含有以下重量百分比化学成分：C 0.39-0.42％，Si 0.19-0.24％，Mn 0.80-0.85％，Cr 0.90-0.95％，Mo 0.18-0.22％，Al 0.028-0.040％，N≤0.0050％，P≤0.015％，S≤0.006％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。

所述高强度合金冷镦钢B7盘条的显微组织为铁素体+珠光体或少量贝氏体，铁素体面积占比30-40％、珠光体占比60-66％，贝氏体占比0-5％，奥氏体晶粒度等级为8.5-10.5级；屈服强度Rel为735-800MPa，抗拉强度Rm为980-1020MPa，断后伸长率A≥16％，断面收缩率Z≥50％。

本发明提供的一种高强度合金冷镦钢B7盘条的生产方法，包括以下工艺流程：转炉冶炼→精炼→连铸→控轧控冷。

所述转炉冶炼采用顶底复吹转炉冶炼；

所述转炉冶炼，转炉终点C要求≥0.08％，终点P≤0.010％，挡渣出钢，避免下渣回P；

进一步的，转炉冶炼工序中，出钢过程随钢流依次向钢包钢流冲击区内加入增碳剂、铝脱氧剂、合金、白灰和化渣剂，加入增碳剂(90％)5.8-6.1kg/t；所述增碳剂含碳90wt％；