高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法

2023-05-16 12:55:21 2

專利名稱：：高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法
技術領域：
：本發明涉及一種非調質雙相鋼盤條，特別涉及一種8.8級或9.8級高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法。
背景技術：
：按現執行的GB/T3098.1—2000《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》標準，8.8級高強度緊固件用調質冷鐓鋼採用的材料是低合金冷鐓鋼或中碳鋼，其化學成分為C:0.15~0.55%,Si:0.10-0.35%,Mn:0.30-90%，P:《0.035%，S:《0.035%，B:《0.003%。美國專利US4613385公開了一種強度級別為830MPa(120ksi)的高強度、低碳雙相鋼盤條，主要成分為0.05~0.15%C，1.0-3.0°/。Si，0.05~0.15y。VJ旦沒有給出Mri元素，Mn元素可作為強烈提高材料淬透性、起到固溶強化和細化鐵素體晶粒和提高材料的加工硬化性能的作用。中國專利CN1017351B公開了一種製取細晶粒雙相鋼熱處理方法，主要成分為0.05~0.療，0.5~1.0%Si，0.5~2.5飾,但該專利主要強調的是熱處理方法，且在材料中並沒有加入能在鐵素體中析出碳化物或碳氮化物的V元素。隨著國家"節能降耗"要求的提高和社會環境保護的加強，如何減少和取消生產8.8級高強度緊固件用材料的熱處理工序，一直是專業人士所追求的目標。在緊固件的生產過程中，對8.8級以上高強度螺栓用的材料，在冷鐓前，原材料需採用球化退火處理(或軟化退火處理)，螺栓需淬火併回火處理後，才能達到8.8級以上高強度緊固件的技術標準要求。退火、淬火併回火處理工序，不但增加成本，而且還汙染環境。因此，緊固件生產廠希望線材生產廠家提供能直接冷鐓的非調質材料。
發明內容為解決上述問題，本發明提供了一種高強度、非調質的8.8級或9.8級高強度緊固件用雙相冷鐓鋼盤條及其製造方法，利用加工強化，通過拉拔工序使緊固件獲得8.8級所要求的強度而無需淬火工藝；原材料所需要的組織、性能通過調整材料的化學成分、控軋控冷得到，而不是像傳統方法那樣需要對原材料進行球化退火後才能進行冷鐓。為實現上述目的，本發明的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其組分及其重量百分比為C:0.06~0.15%;Si:0.60~0.90%;Mn:1.40~2.0%;P:《0.025%;S:<0.025%;Al:《0.04%;N:300MPa,Rm>550MPa，A11.3>15%，Z》25%，屈強比0.50-0.65。力學性能整體優於現有的鋼。本發明的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法，原材料所需要的組織、性能通過調整材料的化學成分、控軋控冷得到，而不是像傳統方法那樣需要對原材料進行球化退火後才能進行冷鐓。即節約了能源，而且不會汙染環境。具體實施方式本發明的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼的實施例1~4的組成成分及其重量百分比如表1中所示。表l本發明鋼、常規鋼和比較鋼的化學成分，wt%tableseeoriginaldocumentpage8tableseeoriginaldocumentpage9Bl為GB/T6478-2001《冷舒丈和冷劑壓用鋼》中的ML35Cl為日本大同特殊鋼公司非調質冷鐓鋼，牌號HMC7C2為日本新日鐵公司非調質冷鐓鋼，牌號NHF55C3為日本神戶制鋼公司非調質冷鐓鋼，牌號KNCH8PC4為日本神戶制鋼公司非調質冷鐓鋼，牌號OCH7表1中實施例1~實施例4為本發明鋼，Bl為常規、需要調質的ML35，C1C4為比較鋼。從表中可以看出，比較鋼中多數沒有Nb元素，C、Si、Mn元素含量不同。本發明的實施例14可以採用如下的製造方法在氧氣頂吹轉爐中冶煉，也可在電爐中冶煉，並在加熱鋼包中精煉，然後通過模鑄或連鑄鑄成鋼坯，經線材軋機控軋控冷軋製成4>5.0~$18.0mm線材。線材軋機軋制4)5.04)18.0mm線材的吐絲溫度控制在750~880。C，冷卻工藝採用冷卻工藝(1):慢冷+快冷工藝，即線材吐絲後，採用延遲+標準混合型冷卻工藝，具體步驟1)冷卻初期(輥道運輸機前部)採用延遲型(加保溫罩)緩慢冷卻，以使鐵素體充分析出；2)經過一段時間的保溫緩冷；3)當盤條溫度降到70(TC左右時，立即過渡到後半區進行標準型(風冷)快速風冷，使未轉變完的過冷奧氏體迅速轉變成馬氏體。冷卻工藝也可以採用冷卻工藝(2):快冷+慢冷工藝，即線材吐絲後，採用標準型(風冷)冷卻工藝，具體步驟1)冷卻初期以使鐵素體充分析出；2)經過一段時間的快冷；3)當盤條溫度降到300。C左右時，立即過渡到後半區進行自然冷卻(不吹風)冷卻，使未轉變完的過冷奧氏體迅速轉變成馬氏體。實施例14的力學性能如表2所示表2tableseeoriginaldocumentpage10表2中試驗鋼的屈服強度Rp0.2>300MPa,抗拉強度Rm>550MPa，屈強比>0.50。本試驗鋼的力學性能整體優於比較鋼C4,並且本發明鋼之間力學性能有差異，能適應不同強度級別和不同規格緊固件的需要。實施例1~4的馬氏體體積分數如表3所示表3tableseeoriginaldocumentpage11表3中試驗鋼的金相組織除了馬氏體外，還有鐵素體+少量珠光體組成。本試驗鋼的金相組織整體優於比較鋼C4,並且本發明鋼之間金相組織(馬氏體含量)有差異，能適應不同強度級別和不同規格緊固件的需要。權利要求1.一種高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其特徵在於，其組分及其重量百分比為C0.06～0.15％；Si0.60～0.90％；Mn1.40～2.0％；P≤0.025％；S≤0.025％；Al≤0.04％；N≤0.0060％；Fe餘量。2、如權利要求1所述的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其特徵在於，其組分還包括V和Nb中的一種或兩種，所述V和Nb的重量百分比為V:0.03~0.10%，Nb:0.04~0.08%。3、如權利要求2所述的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其特徵在於，所述V的重量百分比為0.05-0.08%;所述Nb的重量百分比為0.04~0.06%。4、如權利要求1或2所述的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其特徵在於，所述C的重量百分比為0.08~0.12%;所述Si的重量百分比為0.70~0.80%;所述Mn的重量百分比為1.70-1.85%;所述P的重量百分比為《0.01%;所述S的重量百分比為《0.006%;所述Al的重量百分比為0.015—0.035%;所述N的重量百分比為《0.003%。5、如權利要求1所述的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼的製造方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)在氧氣頂吹轉爐或電爐中冶煉，並在加熱鋼包中精煉，然後通過模鑄或連鑄鑄成鋼坯，經線材軋機控軋控冷軋製成線材；(2)線材吐絲後，在輥道運輸機前部採用加保溫罩緩慢冷卻；(3)當盤條溫度降到70(TC左右時，立即過渡到後半區進行快速風冷。6、如權利要求1所述的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼的製造方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)在氧氣頂吹轉爐或電爐中冶煉，並在加熱鋼包中精煉，然後通過模鑄或連鑄鑄成鋼坯，經線材軋機控軋控冷軋製成線材；(2)線材吐絲後，在輥道運輸機前部採用快速風冷；(3)當盤條溫度降到300"C左右時，立即過渡到後半區進行不吹風自然冷卻。全文摘要本發明涉及一種高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法。本發明的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼，其組分及其重量百分比為C0.06～0.15％；Si0.60～0.90％；Mn1.40～2.0％；P≤0.025％；S≤0.025％；Al≤0.04％；N≤0.0060％；Fe餘量。本發明的高強度緊固件用非調質雙相冷鐓鋼及其製造方法，原材料所需要的組織、性能通過調整材料的化學成分、控軋控冷得到，即節約了能源，而且不會汙染環境。文檔編號C22C38/04GK101220439SQ20071003625公開日2008年7月16日申請日期2007年1月8日優先權日2007年1月8日發明者弛張,張愛文,朱魯玲,蔡海燕,趙社平申請人:寶山鋼鐵股份有限公司