[發明專利]一種含鈦和硼熱軋低硬度的高強度緊固件用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201310673784.X
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103695774A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 梁三清;劉瓊;梁強;岳紅馨;李峰;王廣榮
• 申請（專利權）人: 山西新泰鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

技術領域

????本發明屬于高強度用鋼生產工藝領域，涉及一種含鈦和硼熱軋低硬度的高強度緊固件用鋼及其生產方法。該方法主要應用于鋼產品生產過程中，化學成分、軋制過程溫度和成材后冷卻工藝的控制。

背景技術

????高強度緊固件用鋼發展方向為非調質鋼、硼鋼和超細晶粒鋼。我國“十二五”期間冷鐓鋼的研究方向為：(1)非調質冷鐓鋼用線材的研發；(2)高強度硼鋼的研究；(3)螺栓的高強度化攻關，包括阻礙螺栓高強度化的主要因素分析，延遲斷裂試驗法(防氫脆試驗)，螺栓高強度化使用，含氫量的延遲斷裂性能評價措施；(4)高碳鋼高強度冷鐓鋼的研發。

????隨著國家節能降耗和環保政策的加強，高強度緊固件線材用戶迫切需求一種熱軋低硬度的線材，即可以滿足高強度緊固件用鋼的要求，又可以滿足打制緊固件前低硬度或提高模具壽命的要求，從而降低成本，增加競爭力。

????高強度緊固件用鋼一般規格較粗，大多是φ14mm以上的線材，為了提高淬透性，大多增加鈦、硼和鉻等合金元素來提高，但隨之出現了高硬度的問題。鋼材生產領域一直研究一種高強度用鋼低硬度的工藝方法，解決高強度用鋼的高硬度的問題。

發明內容

???為解決高強度用鋼的高硬度問題，本申請提出了如下技術方案：

????一種含鈦和硼熱軋低硬度的高強度緊固件用鋼，其組成按重量百分比為C:0.19%～0.38%，Si≤0.30%，Mn：0.50%～1.48%，P：≤0.025%，S：≤0.015%，Al≤0.050%，Ti≤0.050%，B≤0.0045%，其余為Fe和痕量元素。上述鋼的表層和/或中間無貝氏體組織。

????一種含鈦和硼熱軋低硬度的高強度緊固件用鋼的生產方法，包括以下步驟：(1)LF精煉：在保證鋼水和爐渣脫氧良好條件下，先加入鈦合金，弱攪拌3?min后加入硼鐵，N質量分數控制在55ppm以下；(2)軋制過程：在該鋼種的再結晶區軋制，溫度控制范圍為：鋼坯在加熱爐中溫度為1080℃～1180℃，開軋溫度為980℃～1100℃，吐絲溫度為860℃～970℃，輥道入口速度為0.2m/s～0.35m/s，集卷溫度為600℃～630℃。??

???一種含鈦和硼熱軋低硬度的高強度緊固件用鋼的生產方法，?步驟如下：

???(1)配料：按元素的質量百分比為重量百分比為C:0.19%～0.38%，Si≤0.30%，Mn：0.50%～1.48%，P：≤0.025%，S：≤0.015%，Al≤0.050%，Ti≤0.050%，B≤0.0045%，其余為Fe配置制備該鋼材基體的原料；

???(2)熔煉：在氧氣頂吹轉爐或電爐中冶煉；

??（3）LF精煉：在保證鋼水和爐渣脫氧良好條件下，先加入鈦合金，弱攪拌3?min后加入硼鐵，N質量分數控制在55ppm以下；

（4）模鑄或連鑄成鋼坯；

（5）軋制得到緊固件：在該鋼種的再結晶區軋制，溫度控制范圍為：鋼坯在加熱爐中溫度為1080℃～1180℃，開軋溫度為980℃～1100℃，吐絲溫度為860℃～970℃，輥道入口速度為0.2m/s。

????煉鋼生產嚴格控制精煉過程Ti、B微量合金的加入順序及時間來達到保證鋼中氣體含量、淬透性以及合金利用最大化的目的。鋼坯軋制時在該鋼種的再結晶區軋制，從而獲得比較均勻且較為粗的晶粒。????軋制成線材后控制冷卻工藝來達到鋼中不出現或少出現硬度較高的貝氏體，從而實現熱軋態低硬度的目的。?

?????本申請中所指的高強度是指鋼在淬火熱處理后達到8.8級及以上的強度，低硬度是指在保證8.8級及以上強度的同時，確保熱軋態下硬度值為80～90HRB。

????本申請在生產大規格高強度緊固件用鋼時，加入了鈦和硼合金提高了淬透性，同時為了降低線材熱軋態的硬度，為下道工序免去退火工藝或增加同等品質模具的使用壽命，在保證該鋼種強度的基礎上控制化學成分范圍，通過高溫軋制，粗化晶粒，配以相應的緩冷工藝，達到降低熱軋態線材硬度的目的。本方法生產的高強度緊固件用鋼，硬度較低，可為下道工序省去退火工藝或增加同等品質模具的使用壽命，成本低廉，具有市場競爭力。

附圖說明

圖1為實例1表層金相組織；

圖2為實例1心部金相組織；

從圖1-2中的組織可以看出表層未出現貝氏體組織，中心局部出現少量的貝氏組織。

圖3為實例2表層金相組織；

圖4為實例2心部金相組織；