[发明专利]一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢及其生产方法，包括如下化学成分：C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Nb、Ti、B、Ni、Cu、Alt，且1.6≤1.2*[Cr]+1.5*[Mo]+2.0*[V]≤2.2；4.7≤([V]+1.3*[Nb])/2.0*[Ti]≤11.6，采用本发明方法生产的大规格风电螺栓经过200±10℃低温回火后抗拉强度Rsubgt;m/subgt;≥1100MPa，屈强比Rsubgt;P0.2/subgt;/Rsubgt;m/subgt;≥0.9，断面收缩率Z≥50％，缺口强度比NSR值＞1.0，‑45℃低温冲击吸收功KVsubgt;2/subgt;≥27J，具有良好的强度、塑韧性、耐蚀性能，具有低的缺口敏感性和高的低温韧性。

技术领域

本发明属于非调质钢技术领域，具体涉及一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢及其生产方法。

背景技术

紧固件是风电领域应用数量最多的零部件。风电机组零部件种类众多、数量庞大，涉及专业技术范围广阔，以直驱型2MW风电机组为例，其一台整机零部件有550余种，6800余件，而紧固件占所有零部件数量的84％左右。

风电紧固件在技术上有一系列特点：高强度、高精度等级；服务条件严酷，它将随主机一起常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，承受高温、低温的侵蚀；速差大、震动、腐蚀、重载等；除受到轴向预紧拉伸载荷的作用外，还会在工作中受到附加的拉伸交变载荷、横向剪切交变载荷或由此复合而成的弯曲载荷的作用，有时还受到冲击载荷；附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动，轴向交变载荷会引起螺栓的疲劳断裂。而在环境介质的作用下，轴向拉伸载荷会引起螺栓的延迟断裂，以及高温条件下引起螺栓的蠕变等。

近年来随着风电设备的高性能化和材料应用应力提高，对螺栓提出了更高的设计应力和轻量化的要求，风电螺栓向大规格方向发展。目前，风电高强度螺栓大部分选择10.9级，少量为8.8级，大多数都采用合金结构钢制造，并需要经过调质处理，但调质处理后开裂现象时有发生，对热处理温度及淬火介质极为敏感，产品成材率低，且耗时耗能。实现非调质处理的风电螺栓用钢是未来风电行业发展的趋势。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢及其生产方法，可在省去调质处理步骤的基础上制作出抗拉强度1100MPa以上的直径φ40-80mm大规格高强度风电螺栓。

本发明还提供了一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓，通过将本发明所述的10.9级大规格风电螺栓用非调质钢经冷拔→下料→六角头温锻成型→加工螺纹→低温稳定化处理→表面处理工艺加工得到，其具有良好的强度、塑韧性、疲劳强度和优良的耐延迟断裂性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢，包括如下重量百分比的化学成分：C 0.10％～0.19％、Si 0.42％～0.52％、Mn 2.0％～3.0％、Cr0.75％～0.95％、Mo 0.13～0.28％、V 0.20％～0.30％、Nb 0.025％～0.035％、Ti0.015～0.025％、B0.0020～0.0035％、Ni 0.10％～0.30％、Cu 0.25％～0.35％、Alt0.010％～0.025％、P≤0.010％、S≤0.010％、O≤0.0020％、N≤0.0065％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

其中1.6≤1.2*[Cr]+1.5*[Mo]+2.0*[V]≤2.2；4.7≤([V]+1.3*[Nb])/(2.0*[Ti])≤11.6。

所述具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢的耐大气腐蚀性指数I≥6.8。

所述具有良好耐蚀性10.9级大规格风电螺栓用非调质钢的金相组织为全粒状贝氏体。