[發明專利]不銹鋼材料、螺栓制造方法及螺栓

在審

• 申請號: 202011207752.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112281081A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張瑾瑜;單亦姣;范新中;王寧;陳增奎;方澤平;梁祖典;楊東生;王曉鵬;牛飛;王宇銳;雷豹;丁國元;夏艷;程蕾;姚重陽;許俊偉;唐念華;劉鵬;張東;龔旻;高峰;任新宇;王冀寧;羅波;于賀;楊帆
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D9/00;C21D1/00;C21D1/18;C21D1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請實施例中提供了一種不銹鋼材料，螺栓制造方法及螺栓，不銹鋼含有的化學元素成分及其質量百分比包括：C≤0.012％，Si≤0.1％，Mn≤0.15％，S≤0.005％，P≤0.015％，Cr：大于等于10.5％且小于等于12.5％，Ni：大于等于10.7％且小于等于11.5％，Mo：大于等于0.75％且小于等于1.25％，Ti：大于等于1％且小于等于1.3％，Al≤0.1％，H≤0.00015％，余量為Fe；螺栓采用該不銹鋼制成。本申請實施例的不銹鋼具有較高的硬度和強度，能夠達到航天飛行器的使用要求；采用該不銹鋼制成的螺栓可以避免發生氫脆和咬死的現象。

技術領域

本申請涉及航天連接緊固件設計技術領域，尤其涉及一種不銹鋼材料，螺栓制造方法及螺栓。

背景技術

在航天飛行器上，相鄰艙段之間對接時一般采用螺栓做為緊固件，由于航天飛行器在飛行過程中承受溫度高、載荷大，因此對于螺栓的可靠性要求較高，螺栓材料常采用耐高溫的高強度鋼材。

在相關技術的方案中，航天飛行器上常用的螺栓材料有30CrMnSiA和17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)。但是，發明人發現采用30CrMnSiA材料制成的螺栓在使用過程中常出現氫脆問題，而采用17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)材料制成的螺栓使用過程中常出現螺栓咬死問題。

發明內容

本申請實施例中提供了一種不銹鋼材料，螺栓制造方法及螺栓，用于解決相關技術中航天飛行器上螺栓的氫脆和咬死問題。

根據本申請實施例的第一個方面，提供了一種不銹鋼材料，含有的化學元素成分及其質量百分比包括：

C≤0.012％，Si≤0.1％，Mn≤0.15％，S≤0.005％，P≤0.015％，Cr：大于等于10.5％且小于等于12.5％，Ni：大于等于10.7％且小于等于11.5％，Mo：大于等于0.75％且小于等于1.25％，Ti：大于等于1％且小于等于1.3％，Al≤0.1％， H≤0.00015％，余量為Fe。

根據本申請實施例的第二個方面，提供了一種螺栓制造方法，包括如下步驟：

固溶熱處理，將螺栓毛坯加熱至第一預設溫度并恒溫保持第一預設時間，使螺栓毛坯的中間相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到飽和固溶體；其中，所述螺栓毛坯采用如權利要求1所述的不銹鋼材料制成，包括螺帽和螺桿；

冷處理，將固溶熱處理后的螺栓毛坯繼續冷至第二預設溫度并恒溫保持第二預設時間，使固溶熱處理后的螺栓毛坯中在室溫尚未轉變的殘余奧氏體繼續轉變為馬氏體；

時效處理，在第三預設溫度下將冷處理后的螺栓毛坯放置第三預設時間，以提高螺栓毛坯的硬度和強度。

如上所述的螺栓制造方法，可選地，在固溶熱處理的步驟中，所述第一預設溫度的取值范圍為大于等于880℃且小于等于920℃，所述第一預設時間的取值范圍為大于等于40分鐘且小于等于60分鐘。

如上所述的螺栓制造方法，可選地，所述固溶熱處理中的快速冷卻的步驟，具體為：

采用油冷或水冷的方式使中間相充分溶解到固溶體中后快速冷卻。

如上所述的螺栓制造方法，可選地，在冷處理的步驟中，所述第二預設溫度的取值范圍為大于等于-80℃且小于等于-60℃，所述第二預設時間的取值范圍為大于等于8.5小時且小于等于9.5小時。

如上所述的螺栓制造方法，可選地，在述時效處理的步驟中，所述第三預設溫度的取值范圍為大于等于480℃且小于等于520℃，所述第三預設時間的取值范圍為大于等于4小時且小于等于6小時。

如上所述的螺栓制造方法，可選地，時效處理的步驟之后，所述方法還包括：

車制，將時效處理后的所述螺栓毛坯采用車削的方式對螺栓毛坯的螺帽和光桿進行車削；