[發明專利]一種軌道交通用耐熱型12.9級緊固件用鋼及其熱處理工藝

有效

• 申請號: 201911133694.5
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110923580B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 汪開忠;姜婷;于同仁;胡芳忠;郭湛;張曉瑞;龔夢強;尹德福;孫凱;郝震宇;胡乃悅
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/30
• 分類號: C22C38/30;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C21D1/18;C21D1/58
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 許瑞祥

本發明公布了一種軌道交通用耐熱型12.9級緊固件用鋼，所述12.9級緊固件用鋼按重量百分比含有：C 0.25％～0.35％、Si 0.20％～0.50％、Mn 0.50％～0.70％、Cr 1.10％～1.40％、Mo 0.60％～0.80％、V 0.20％～0.40％、W 0.80％～1.20％、Al 0.015％～0.040％、Co 0.40％～0.80％、P≤0.015％、S≤0.015％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余為Fe和其它不可避免的雜質。本發明還公布了12.9級緊固件用鋼的熱處理工藝，熱處理后，鋼的常溫力學性能和450℃高溫力學性能達到12.9級，具有較低的缺口敏感性，且具有良好的耐延遲斷裂性能，適用于制作軌道交通用耐熱型12.9級高強度螺栓。

技術領域

本發明屬于緊固件用鋼技術領域，尤其涉及一種軌道交通用耐熱型12.9級緊固件用鋼及其熱處理工藝。

背景技術

緊固件是我國裝備制造業的基礎性產業，國內鐵路建設保持較快發展，不僅新建鐵路和既有線改造為高速動車組、大功率機車、重載貨車提供了新的市場需求，而且在役裝備的更新換代也為緊固件提供了市場空間。近年來，開發具有特殊性能的高強緊固件用鋼是熱門課題。

中國專利CN 106086652 A公開了一種高強度耐熱冷鐓鋼盤條及其生產方法，所得盤條制成的高強度螺栓在高溫狀態下服役，能夠保持良好的強度及韌性指標，具有良好耐高溫穩定性、強度及熱強性，但該方法中鋼不具有優良的低溫韌性，不適用于跨越寒冷地區的軌道交通用緊固件。中國專利CN 106929623 B公開了一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法，通過合理的制備方法，該專利生產的高強度緊固件螺栓用鋼熱軋圓盤條具有潔凈度高、淬透性好、合適的強度和硬度以及優異的塑韌性和冷鐓頂鍛變形能力，不足之處時該鋼并不具有顯著的耐熱性能，不適用于需經歷高溫條件的緊固件，同時該鋼級別僅達到10.9級。中國專利CN 103173694 B公開了一種耐高溫緊固件的制作方法，該發明同時介紹了耐高溫緊固件的制作方法，生產出來的緊固件塑性好，硬度大，強度高，但該方法添加了大量的貴金屬元素，制作成本極高，不適合軌道交通行業批量的推廣使用。

綜上所述，雖然國內在耐熱緊固件和高強度緊固件方面有一定的技術積累，但鮮少有針對軌道交通行業的耐熱緊固件研究。隨著列車時速不斷提高，緊急制動時制動能量急劇增大，帶來巨大的熱應力，一些特殊位置如制動盤位置的緊固件需要經歷高溫約450℃左右的冷熱疲勞，急需開發適用于軌道交通行業的具有耐熱性能的高強度緊固件用鋼。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種適用于軌道交通行業的具有耐熱性能的高強度緊固件用鋼，一種軌道交通用耐熱型12.9級緊固件用鋼。

本發明的具體技術方案為：

一種軌道交通用耐熱型12.9級緊固件用鋼，所述12.9級緊固件用鋼按重量百分比含有：C 0.25％～0.35％、Si 0.20％～0.50％、Mn 0.50％～0.70％、Cr 1.10％～1.40％、Mo 0.60％～0.80％、V 0.20％～0.40％、W 0.80％～1.20％、Al 0.015％～0.040％、Co0.40％～0.80％、P≤0.015％、S≤0.015％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余為Fe和其它不可避免的雜質。

C：C是鋼中最基本有效的強化和淬透性元素。C可以擴大和穩定奧氏體，從而提高耐熱鋼的高溫強度但隨著其含量增大，延展性降低，且導致耐延遲斷裂性劣化，因此C含量控制在0.25％～0.35％。

Si：Si是鋼中有效強化的元素，尤其是C含量較低時，可適當提高Si含量保證強度，但若其過量會導致緊固件成形性降低，也會惡化常溫塑性和熱塑性，此外Si元素的提高會增加鋼中碳的擴散，加劇鋼材的脫碳，因此Si含量控制在0.20％～0.50％。