CN113322410A - 一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢及其制备方法,其成分重量百分比为:碳:0.35~0.50%,锰:0.20~0.70%,铬:0.75~1.35%,钼:0.55~1.45%,钒:0.10~0.50%,铝:0.005~0.10%,硫:0~0.005%,硅:0.02~0.05%,钛:0.005~0.15%,氧:0.0005~0.003%,氮:0.001~0.007%,其余为铁及其它不可避免的杂质;且,所述钛的含量≥氮含量的3.5倍;铬、钼、钒三种元素含量之和不低于1.75%;硫、氧、氮三种元素含量之和不高于0.01%。本发明所述高强度螺栓用钢钢质纯净度高,晶粒细化,可用于制造抗拉强度不低于1400MPa的高强度螺栓,断面收缩率不低于50%,并具有优异的耐延迟断裂性能,可用于汽车及机械零部件。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓用钢,特别涉及一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢及其制备方法。
背景技术
螺纹和螺栓连接是汽车及机械零部件之间最常见的连接方式之一。螺纹连接又具有拆装方便、结构简单、连接可靠等优点。根据国家标准GB/T3098.1《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》的规定,目前常用的紧固件多为8.8级~12.9级(相当于800MPa~1200MPa抗拉强度级别)。最新修订的标准中高强紧固件的适用最高强度等级为12.9级,更高强度级别的紧固件尚未形成标准。目前,各个钢厂以及紧固件生产企业制造12.9级螺栓的冷镦钢钢种一般采用35CrMo(SCM435)和42CrMo(SCM440),经过相应的热处理工艺得到满足强度等级要求的螺栓。
12.9级及以下的螺栓采用的35CrMo、42CrMo材料并未规定添加Ti、V、Nb等微合金元素,主要利用添加Cr、Mo元素可以增加钢材的淬透性原理保证成型的零件在调制热处理过程中的心部显微组织可以淬成马氏体,并经过回火得到综合力学性能。同时0.35%~0.42%碳元素的添加以及Cr、Mo等合金元素的添加可以保证钢材在淬火后得到满足硬度要求的马氏体组织,并在回火后形成细小的碳化物析出起到弥散强化作用。
随着汽车、机械、建筑、轻工等各个生产部门的发展,对制造各类紧固件(螺栓、螺钉、螺母等)的材料提出了更高的要求。如在汽车的高性能化和减轻重量化、建筑结构的高层化以及大桥的超长化等方面,对作为联接部件的螺栓提出了高设计应力和轻重量的要求。对此最有效的措施便是螺栓钢的高强度化。目前,一些汽车、建设机械用螺栓已经提出了抗拉强度大于1400MPa的要求。
螺栓上起到连接和紧固作用的是螺纹,但螺纹的结构相当于在均匀的材料和形状上开缺口。螺栓在装配服役过程中会受到持续的拉应力或者交变拉应力形成应力集中,在螺纹处会形成应力集中和交变疲劳载荷的作用。螺栓的抗拉强度超过1000MPa时,会发生加载(装配、拧紧)后经过一段时间发生突然断裂的情况,间隔时间短则数小时,长则数天数月不等,此现象被称为高强度螺栓的延迟断裂现象。目前普遍认为延迟断裂现象与材料中氢元素的偏聚、析出有关系。所以,在开发高强度螺栓时避免或减轻材料延迟断裂现象是必须考虑的。
中国专利CN00105872.X中公开的耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢合金成分为:C0.25~0.50,Si0.10~0.40,Mn≤0.50,Cr0.50~1.50,Mo0.30~1.50,V0.10~0.40,RE0.001~0.05,Al0.005~0.10,N≤0.020,P≤0.015,S≤0.010,根据需求还可加入0.005~0.10的Ti、Nb中的一种或两种之和,余为Fe及不可避免的不纯物。此专利未控制Si元素的含量到极低的水平,在冷镦过程中会降低模具寿命,降低材料的低温冲击性能,对螺栓在高强度下的性能是不利的。
中国专利CN01800818.6中公开的一种耐延迟断裂和耐松弛性能优异的高强度螺栓的制备方法,其合金成分为C:0.50~1.0%(质量)(后面简写为“%”),Si:0.5%或更低(不包括0%),Mn:0.2~1%,P:0.03%或更低(包括0%)和S:0.03%或更低(包括0%)。该钢材具有总量低于20%的先共析铁素体、先共析渗碳体、贝氏体和马氏体结构及余量的珠光体结构。其螺栓的生产方法是将钢材重(severe)拉丝得到钢丝,通过冷墩将钢丝制成螺栓形状,和将成型钢丝在100~400℃下进行发蓝处理。此发明为高碳系列,通过形变强化制成高强度零件,并且未说明耐延迟断裂性能的原因。
中国专利CN200410074410.7公开了一种耐延迟断裂和冷加工性能优良的高强度螺栓钢,其成分为:C 0.25~0.4%,Si≤0.1%,Mn 0.4~1.4%,P≤0.01%,S≤0.008%,Cr0.1-0.5%,Mo 0.15~0.35%,B 0.0005~0.003%,Ti 0.01~0.1%,RE 0.005~0.04%,Al 0.005~0.05%,N 0.004~0.01%,余为Fe。该钢的具体化学成分(重量%)中还可加入0.01~0.1%的Nb、Zr中的任一种或两种之和。此发明中Cr、Mo等合金元素的含量均低,在实际工业使用中,很难达到1400MPa以上的强度,且抗延迟断裂性能不高。
中国专利CN200610105980.7公开了一种耐延迟断裂特性优良的高强度螺栓及其制造方法,其化学成分为C:0.2~0.6%、Si:0.05~0.5%、Mn:0.1%~2%、Mo:0.5~6%、Al:0.005%~0.5%,抗拉强度为1400MPa或以上,螺纹底表层的压缩残余应力为抗拉强度的10~90%,并且规定了螺栓的加工过程。此发明未利用微合金元素的细化晶粒作用,且未规定材料的晶粒尺寸,由于高强度材料的延迟断裂往往发生在粗大晶粒的晶界上,过大的晶粒尺寸会明显恶化耐延迟断裂性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢及其制备方法,所述高强度螺栓用钢钢质纯净度高,晶粒细化,其可用于制造抗拉强度不低于1400MPa的高强度螺栓,断面收缩率不低于50%,并具有优异的耐延迟断裂性能,可用于汽车及机械零部件。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其成分重量百分比为:碳:0.35~0.50%,锰:0.20~0.70%,铬:0.75~1.35%,钼:0.55~1.45%,钒:0.10~0.50%,铝:0.005~0.10%,硫:0~0.005%,硅:0.02~0.05%,钛:0.005~0.15%,氧:0.0005~0.003%,氮:0.001~0.007%,其余为铁及其它不可避免的杂质;且,所述钛含量/氮含量≥3.5;铬、钼、钒三种元素含量之和不低于1.75%;硫、氧、氮三种元素含量之和不高于0.01%。
进一步,还含有,硼:0.0005~0.0050%,铌:0.003~0.10%中的一种或一种以上。
本发明所述高强度螺栓用钢的显微组织为铁素体+片层状珠光体+贝氏体。
本发明所述高强度螺栓用钢制得的螺栓显微组织为回火索氏体+析出物,析出物包括铁的碳化物、铬的碳化物、钼的碳化物、钒的碳氮化物,析出物尺寸5~120nm;晶粒尺寸不大于50μm。
本发明所述高强度螺栓用钢制得的螺栓的抗拉强度1400~1650MPa,断面收缩率高于50%。
在本发明所述钢的成分设计中:
碳:碳作为一种廉价的元素添加到钢中,可以提高钢材的淬硬性和淬透性,同时在回火过程中与铁及多种合金元素形成化合物起到第二相弥散强化的作用,所以添加一定量的碳可以有效提高材料的服役强度。碳含量低于0.35%时材料调质后的强度达不到1400MPa,碳含量超过0.5%会导致材料的塑性降低,增加加载后发生延迟断裂的倾向。因此,碳含量设定在0.35~0.50%。
锰:锰是奥氏体稳定元素,可有效提高淬透性和强度,同时添加一定量的锰元素对钢的塑性影响不大,但锰元素容易在铁合金的凝固过程中发生偏析,所以为保证合金强度及淬透性需要添加0.20%以上的锰,但为避免锰偏析导致的材料均匀性变差,锰含量应控制在0.70%以下。因此,锰含量设定在0.20~0.70%
铬:具有提高铁合金淬透性的作用,同时在回火过程中析出细小弥散的碳化物颗粒,起到弥散强化的作用提高材料强度,铬元素还有细化组织的作用,因此在本发明设计中为发挥铬的固溶强化和析出强化作用,同时改善材料组织控制其含量在0.70~1.60%。
钼:是铁素体形成元素,利于提高钢的淬透性,使钢在淬火过程中形成贝氏体和马氏体。由于钼元素的原子量较大,原子半径大,不容易在铁合金中扩散,所以在较低温度范围回火,钼主要以固溶形式存在于钢中,起到固溶强化效果,在较高的温度回火,会形成细小的碳化物提高钢的强度,总体上可以提高材料的回火抗力。高的回火温度可以有效降低材料中位错、亚晶界的量,从而避免氢元素在位错、晶界处聚集发生延迟开裂。钼是贵重合金元素,加入较高的钼会导致成本上升。因此本发明设计中加入钼0.55%~1.45%。
钒:钒是强的碳化物形成元素,由于碳化钒在奥氏体中的溶解温度适中,能够在淬火加热过程中溶入奥氏体并均匀分布,回火过程中能形成的细小的碳化钒颗粒,细小的碳化钒会对位错起到一定的阻碍作用,同时碳化钒能有效组织晶界移动,细化晶粒,提高钢的强度。较高温度回火的条件下,较多含量的钒可能会形成粗大的碳化钒颗粒,降低钢的冲击性能,本发明设计中结合其它合金元素,加入0.10%~0.50%的钒以保证钢的综合力学性能。
铬、钼、钒均为碳化物形成元素,为保证材料良好的抗延迟断裂性能,三种元素的总量应在一定含量之上,使调质处理后材料中的碳化物形成足够量的高能氢陷阱,固定材料中残余的氢元素以及零件服役过程中渗透进的氢原子,避免氢的溢出产生氢致延迟开裂。本发明设计中铬、钼、钒三种元素含量之和不低于1.75%。
硫:硫在铁合金中的溶解度很小,容易与铁、锰等形成较大尺寸的硫化物夹杂,硫化物与合金基体的界面上容易富集氢最终导致氢致开裂,显著影响材料的耐延迟断裂性能。本发明设计中所述钢种控制残余硫含量不超过0.005。
与硫元素在钢中的作用类似,氮元素和氧元素在钢中主要形成氮化物类夹杂和氧化物类夹杂,各类夹杂与基体的界面上均容易富集氢最终导致氢致开裂,所以本发明中硫、氮、氧三种元素含量之和不高于0.01%。
硅:硅在钢中以置换方式替代铁原子,阻碍位错运动,可显著提升铁素体相的强度,较高的硅含量将使材料退火后的硬度提升,不利于冷镦成型,且会降低成型模具寿命。同时,较高的硅含量会降低钢材的低温冲击韧性。因此在本发明设计中,设定硅含量为:0.02~0.05%。
钛:钛容易与钢中的碳和氮形成化合物,氮化钛的形成温度为1400℃以上,通常在液相或δ铁素体中析出,实现细化奥氏体晶粒的目的。钛含量过高,会形成粗大的氮化钛析出,导致钢的冲击性能和疲劳性能降低。回火过程中,如果钛含量过高,会导致低温冲击功波动幅度增加。因此本发明设计中的钛含量控制在0.005~0.15%,且,钛含量/氮含量≥3.5。
硼:硼在炼钢的过程中,能改变钢的凝固过程和铸态组织,与钢液反应形成微细质点,而成为凝固过程中的非自发形核核心,降低形核功,增大形核率;同时,硼在钢中属于表面活性元素,容易吸附在固态晶核表面,阻碍晶体生长所需的原子供应,阻碍晶体长大,同时硼可以极大提高钢的淬透性。因此,硼可以细化铸态组织,减少枝晶偏析和区域偏析,改善钢的均匀性,提高淬透性。因此本发明设计中加入硼含量0.0005~0.0050%。
铌:铌加入钢中,起到对钢再结晶的抑制作用,铌在钢中以置换溶质原子存在,铌原子比铌原子尺寸大,容易在位错线处偏聚,对位错移动产生强烈拖曳作用。同时,铌在钢中可以形成碳化铌和氮化铌等间隙中间相,再结晶过程中,对位错的钉扎和亚晶界的迁移起阻碍作用,能够有效细化晶粒,铌含量较高,在高温回火条件下会形成粗大的碳化铌颗粒,恶化钢材低温冲击功。配合其它合金元素,本发明材料设计中加入0.003~0.15%的铌以保证钢的力学性能。
本发明所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其包括如下步骤:
1)冶炼、铸造
按上述成分冶炼,采用连铸机浇铸成圆坯或方坯,圆坯、方坯尺寸为320-500mm,通过采用较大的坯型尺寸可以保证足够的轧制压缩比,减轻和消除不可避免的成分偏析、心部疏松;
2)初轧开坯
采用二火成材工艺可以进一步减轻微观偏析,将圆坯或方坯在1050-1270℃温度下初轧开坯为115-170mm方坯料,轧制总压下量需高于40%;
3)坯料加热,加热炉加热控制在920-1150℃,保温时间为1.0-3.0h;由于成分有较高的合金含量,过低的加热温度会使轧制抗力明显提高,过高的加热温度容易产生明显的表层脱碳,不利于最终产品的疲劳性能;
4)盘条轧制
盘条高速线材轧制过程中控制轧制速度为15-115m/s;精轧温度为880-1050℃,吐丝温度为800-950℃;轧制盘条尺寸规格为Ф5-28mm;
5)控制冷却
盘条轧制后通过调整斯太尔摩线风机分量控制盘条组织转变,斯太尔摩线14台风机风量调整范围为:F1-F3风机风量为500立方米/分钟~1200立方米/分钟,F4-F6风机风量为0立方米/分钟~800立方米/分钟;风机吹风之后加盖保温罩,保温过程的冷却速度应不高于0.15℃/s,冷却过程保证盘条快速进入相变温度区间,并使得相变过程处于等温状态,得到的高强度螺栓用钢其显微组织是铁素体加片层状珠光体加少量贝氏体,不含有马氏体。
进一步,还包括球化退火→酸洗、磷化→拉拔→冷镦→调质→螺纹加工→去氢处理→表面处理;其中,
退火热处理采用气氛保护炉或真空炉进行加热,加热温度775~795℃,保温3.5~6小时;再经4~6小时降至690℃~710℃,保温3~5小时;最后随炉降至550℃以下出炉,此退火工艺可以保证材料硬度降低至180HB以下,使拉拔和冷镦过程更容易进行;
调质热处理采用炉次生产或连续生产方式,淬火加热温度915~945℃,加热时间不低于90分钟,较高的淬火加热温度和较长的加热时间保证各种合金的碳化物充分溶解得到均匀稳定的高温组织;然后,采用40~60℃的矿物油冷却至80℃以下;最后,采用不低于550℃温度加热90分钟以上,较高的回火加热温度和较长的回火时间可以保证各种合金的碳化物充分弥散析出,起到对零件的强化作用,并作为稳定的氢陷阱来缓解不可避免的固溶氢和外来氢造成的延迟开裂现象;
去氢处理,加热温度180~250℃,加热时间不低于4小时,使零件中的固溶氢和外来氢充分析出,降低零件的延迟开裂风险。
优选的,所述表面处理采用涂油或钝化处理。
优选的,步骤1)冶炼采用电炉或转炉,再进行炉外精炼,炉外精炼采用LF炉加VD或RH脱气处理工艺,LF精炼过程中调整合成渣组成和碱度,控制钢中S元素含量低于0.005%;VD或RH真空脱气时间需大于30分钟,控制终点O含量0.0005-0.0040%,N含量0.0010-0.0090%,H含量低于2ppm;精炼结束钢包镇静时间大于15min,利于大颗粒夹杂物上浮,控制钢液中夹杂物小于30um。
本发明的有益效果:
本发明涉及的材料成分合理,成本较低,可以用于生产强度超过1400MPa的螺栓,同时保证螺栓良好的塑韧性;由于加入了强碳化物形成元素,在最终螺栓零件中可以形成纳米级弥散分布的碳化物颗粒,对零件起到强韧化作用,弥散的碳化物也可以作为稳定的氢陷阱固定材料中的氢元素,缓解和消除由于氢导致的延迟开裂现象;适中的碳元素以及合金元素含量可以保证材料良好的淬透性和淬硬性,使零件更易于热处理和成型加工;加入的微量合金元素进一步保证材料的淬火性能和回火稳定性,使该材料有更宽的热处理工艺区间,易于生产控制。
本发明涉及的材料冶炼、加工、深加工过程可以进一步保证和完善成品零件的力学性能以及抗延迟开裂性能。冶炼过程中的真空处理可以去除材料中的氢等有害气体,脱氧处理可以充分降低钢中氧化物类夹杂物的含量,降低较大尺寸夹杂物附近聚集不稳定氢的情况,缓解延迟开裂的发生;连铸成较大尺寸的钢坯可以保证加工过程的压缩比,降低偏析和疏松造成的性能不稳定;轧制和热处理过程均采用较高加热温度和加热时间,可以进一步消除材料中的微观偏析,使碳化物等充分溶解形成均匀稳定的高温组织;限制加工过程更高的加热温度可以避免材料脱碳、避免晶粒异常长大而影响零性能;
本发明通过成分优化设计及合理的加工工艺保证了成品零件具有高的力学性能、高的疲劳寿命以及良好的抗延迟开裂性能,可满足汽车轻量化和机械行业高强度长寿命使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明所述高强度螺栓用钢实施例A1~A10和三个对比例钢种B1~B3的化学成分如表1所示,表2所示为本发明实施例A1~A10和对比例B1~B3的制备工艺。
具体制备方法如下:
本发明实施例A1~A5、B2、B3合金采用电炉冶炼,实施例A6~A10、B1合金采用转炉冶炼,其后进行炉外精炼,其中实施例A1~A4、A8~A10、B1合金采用LF炉加VD精炼,而实施例A5~A7、B2、B3合金采用LF加RH处理,优化合成渣组织和碱度,实施例A1~A6、B1真空脱气时间35分钟,实施例A7-10#、B2、B3真空脱气时间40分钟,控制终点O含量0.0005-0.0040%,N含量N:0.001-0.009%,H含量低于2ppm。
冶炼结束后,实施例A1~A3、B1浇铸为300mm圆坯,实施例A4~A6浇铸为450mm圆坯,实施例A7、A8、B2浇铸为320×420mm方坯,实施例A9、A10、B3浇铸为500mm方坯,浇铸过程中采用密封性良好的中间包覆盖剂和结晶器保护渣。实施例A1~A3、B1连铸坯初轧开坯温度为1050℃,轧制小方坯端面尺寸为115mm。实施例A4~A8、B2方坯加热温度为1120℃,轧制坯料尺寸125mm。实施例A9、A10、B3方坯加热温度为1200℃,轧制坯料尺寸170mm。
实施例A1~A7、B1加热炉炉温控制在920℃,保温时间为1.2小时,实施例A8~A10、B2、B3加热炉炉温控制在1150℃,保温时间为2.8小时。盘条高速线材轧制过程中控制轧制速度为15~115m/s。在线温度控制方案为:其中实施例A1~A7、B1合金精轧机组进口温度为890~960℃,减定径机组进口温度为840~930℃,吐丝温度为820~890℃。实施例A8~A10、B2、B3合金精轧机组进口温度为950~1050℃,减定径机组进口温度为940~970℃,吐丝温度为880~950℃。其中实施例A1~A5、B1、B2合金轧制盘条尺寸规格分别为Ф5~15mm,实施例A6~A10、B3合金盘条轧制规格为Ф16~28mm。
盘条整体进行退火热处理,实施例A1~A4,B1采用氮气气氛保护热处理炉,装炉后通氮气,随炉加热至780℃,保温4小时,后经过6小时降温至690℃,保温4小时,后随炉降温至300℃,出炉。实施例A5~A10,B2、B3采用真空热处理炉,装炉后随炉加热至790℃,保温4小时,后经过4小时降温至710℃,保温4小时,后随炉降温至400℃,出炉。所有实施例均经酸洗、磷化工序后进行拉拔、冷镦。
实施例A1、A2、A5~A7,B1采用网带式热处理炉在920℃加热100分钟,进入40℃矿物油冷却至室温,后560℃加热100分钟后自然冷却。实施例A3、A4、A8~A10、B2、B3采用料筐进罩式炉在940℃加热100分钟,进入60℃矿物油冷却至室温,后610℃加热100分钟后自然冷却。再经过螺纹加工、表面热处理制成成品螺栓。
本发明实施例A1-A10和对比例B1-B3的性能如表3所示。本发明所述钢的抗拉强度1400~1650MPa,断面收缩率高于50%,奥氏体晶粒尺寸不超过50μm,充氢环境下的性能损失小。
Claims (10)
1.一种耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其成分重量百分比为:碳:0.35~0.50%,锰:0.20~0.70%,铬:0.75~1.35%,钼:0.55~1.45%,钒:0.10~0.50%,铝:0.005~0.10%,硫:0~0.005%,硅:0.02~0.05%,钛:0.005~0.15%,氧:0.0005~0.003%,氮:0.001~0.007%,其余为铁及其它不可避免的杂质;且,所述钛含量/氮含量≥3.5;铬、钼、钒三种元素含量之和≥1.75%;硫、氧、氮三种元素含量之和≤0.01%。
2.如权利要求1所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:还含有,硼:0.0005~0.0050%,铌:0.003~0.10%中的一种或一种以上。
3.如权利要求1或2所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:所述高强度螺栓用钢的显微组织为铁素体+片层状珠光体+贝氏体。
4.如权利要求1或2或3所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:所述高强度螺栓用钢制成的螺栓的显微组织为回火索氏体+析出物,析出物包括铁的碳化物、铬的碳化物、钼的碳化物、钒的碳氮化物,析出物尺寸5~120nm;晶粒尺寸不大于50μm。
5.如权利要求1或2或3或4所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢,其特征在于:所述高强度螺栓用钢制成的螺栓的抗拉强度为1400~1650MPa,断面收缩率高于50%。
6.如权利要求1~5中任何一项所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
1)冶炼、铸造
按权利要求1或2所述的成分冶炼,采用连铸机浇铸成圆坯或方坯,圆坯、方坯尺寸为320-500mm;
2)初轧开坯
采用二火成材工艺,将圆坯或方坯在1050-1270℃温度下初轧开坯为115-170mm方坯料,轧制总压下量需高于40%;
3)坯料加热,加热炉加热控制在920-1150℃,保温时间为1.0-3.0h;
4)盘条轧制
盘条高速线材轧制过程中控制轧制速度为15-115m/s;精轧机组进口温度为880-1050℃,减定径机组进口温度为840-970℃,吐丝温度为800-950℃;轧制盘条尺寸规格为Ф5-28mm;
5)控制冷却
盘条轧制后通过调整斯太尔摩线风机分量控制盘条组织转变,斯太尔摩线14台风机风量调整范围为:F1-F3风机风量为500立方米/分钟~1200立方米/分钟,F4-F6风机风量为0立方米/分钟~800立方米/分钟;风机吹风之后加盖保温罩,保温过程的冷却速度应不高于0.15℃/s,得到的高强度螺栓用钢,其显微组织是铁素体+片层状珠光体+贝氏体。
7.如权利要求6所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,还包括球化退火→酸洗、磷化→拉拔→冷镦→调质→螺纹加工→去氢处理→表面处理;其中,
退火热处理采用气氛保护炉或真空炉进行加热,加热温度775~795℃,保温3.5~6小时;再经4~6小时降至690℃~710℃,保温3~5小时;最后随炉降至550℃以下出炉;
调质热处理采用炉次生产或连续生产方式,淬火加热温度915~945℃,加热时间不低于90分钟;然后,采用40~60℃的矿物油冷却至80℃以下;最后,采用不低于550℃温度加热90分钟以上;
去氢处理,加热温度180~250℃,加热时间不低于4小时。
8.如权利要求7所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,所述表面处理采用涂油或钝化处理。
9.如权利要求6所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,步骤1)冶炼采用电炉或转炉,再进行炉外精炼,炉外精炼采用LF炉加VD或RH脱气处理工艺,LF精炼过程中调整合成渣组成和碱度,控制钢中S元素含量低于0.005%;VD或RH真空脱气时间需大于30分钟,控制终点O含量0.0005-0.0030%,N含量0.0010-0.0070%,H含量低于2ppm;精炼结束钢包镇静时间大于15min,利于大颗粒夹杂物上浮,控制钢液中夹杂物小于30um。
10.如权利要求6~9中任何一项所述的耐延迟断裂性能优异的高强度螺栓用钢的制备方法,其特征是,所述高强度螺栓用钢制成的螺栓的抗拉强度为1400~1650MPa,断面收缩率高于50%。
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