[发明专利]一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法

说明书

一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.38~0.42，Si=0.17~0.25，Mn=0.60~0.70，P≤0.010，S≤0.005，Cr=0.95~1.05，Mo=0.55~0.62，V=0.28~0.34，Al=0.010~0.020，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤按转炉—LF+VD精炼—连铸—修磨—轧制工艺流程进行。根据合金元素对材料性能、微观组织的影响，结合现有设备和工艺条件，采用低比水量高拉速、铸坯高温入坑缓冷、低温轧制、延迟冷却开发出了超高强度耐延迟断裂螺栓用钢，生产出满足要求的超高强度螺栓用钢，盘条满足后续加工工艺，并具加工性能良好的特点；加工后的产品性能稳定，耐延迟断裂性能良好。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法。

背景技术

螺栓用钢广泛用于汽车、高层建筑、桥梁、高铁、航空等现代化重要工程。随着节能、环保意识逐渐被人们认同，汽车的高性能化和轻量化、建筑结构的高层化以及大桥的超长化，螺栓用钢也随之向更高强度方向发展，这就对原料提出了更高级别强度的要求。在此背景下，开发超高强度级别螺栓用钢盘条具有重要意义，有较好的市场开发前景。

普通螺栓用盘条调质后抗拉强度一般在880MPa以下，但有些高要求的盘条需要调质后抗拉强度大于1400MPa，所以在成分设计、工艺研究上需要综合考虑。

1400MPa以上超高强度螺栓用盘条面临的主要问题，在强度提升的同时，螺栓延迟断裂现象明显增加，因此耐延迟断裂是超高强度螺栓的重要研究课题。

发明内容

本发明旨在提供一种耐延迟断裂超高强度螺栓用钢的制造方法，轧制采用低温轧制+延迟冷却控制盘条组织、性能，生产的盘条调质后抗拉强度大于1400MPa，盘条经过后续加工成型为螺栓，再调质处理达到14.9级超高强度螺栓。

发明的技术方案：

一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.38~0.42，Si=0.17~0.25，Mn=0.60~0.70，P≤0.010，S≤0.005，Cr=0.95~1.05，Mo=0.55~0.62，V=0.28~0.34，Al=0.010~0.020，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤包括：

（1）冶炼：LF碱度控制在6.0~8.0，进VD抽真空到67Pa以下保真空时间15min后软吹20min上台浇铸，出站定氢≤1.5ppm，定氧≤5.0ppm；

（2）连铸：采用弱冷，比水量为0.8L/kg，通过坯温检测来微调各区配水，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1050~1100℃，铸坯尺寸为150*150*mm*12.0m；

（3）铸坯缓冷：采用高温入坑缓冷方式，确保入坑温度在600℃以上，缓冷24小时以上；

（4）铸坯修磨：钢坯采用表面全修磨处理，单边修磨深度≥1mm；

（5）轧制及控制冷却：控制轧制，铸坯加热时间在100~130分钟，出炉温度1070~1100℃，进减定径温度820±10℃，吐丝温度780℃±10℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度600℃以下；

（6）缓冷：集卷后盘条在C形钩上进入缓冷区缓冷，温度从550℃缓冷到300℃以下出缓冷区，得到原始盘条无对拉拔有害的组织。