[發明專利]一種耐熱兼耐蝕冷鐓鋼及其熱處理方法、生產方法和應用

有效

• 申請號: 202210793507.1
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115198208B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 姜婷;汪開忠;胡芳忠;張曉瑞;謝釗遠;余良其;丁雷;尹德福;何峰;王雅倩
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/52;C22C38/46;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;C21D1/32;C21D1/18;C21C7/10;C21C7/076
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹婷婷

本發明公開了一種耐熱兼耐蝕冷鐓鋼及其熱處理方法、生產方法和應用，所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼，包括以下化學成分：C、Si、Mn、Cr、Co、Ni、V、N、Se，且33≤V/N≤46，耐蝕系數R值≥3.6；所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼的常溫Rsubgt;m/subgt;≥960MPa，Rsubgt;p0.2/subgt;≥890MPa，A≥15％，Z≥60％，屈強比≥0.90，600℃高溫抗拉強度≥475MPa，600℃高溫屈服強度≥500MPa，0℃沖擊韌性Ksubgt;V2/subgt;≥120J，適用于制作發動機、渦輪機等高溫工業大氣腐蝕環境的高強度螺栓。

技術領域

本發明屬于緊固件用鋼技術領域，涉及一種耐熱兼耐蝕冷鐓鋼及其熱處理方法、生產方法和應用。

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。

目前國外在高級別、高等級的緊固件用冷鐓鋼開發和生產上具有較大優勢，目前我國緊固件市場正處于“低端過剩，高端短缺”現狀，特別是在航空航天、汽車等領域，國內高強度緊固件實物質量尚不能完全滿足使用要求，大量質量可靠的高強度緊固件還需進口。高強度耐熱緊固件需要承受高溫、交變載荷，要求材料具有高的抗松弛性、足夠的強度等性能，其原材料冷鐓鋼的70％來自進口。

發動機螺栓的應用環境復雜，如溫度場(高/低溫)、振動、冷熱交替等，發動機正常工作時排氣溫度一般可達500℃～600℃，進氣方式使用渦輪增壓的排氣溫度會更高。在發動機上排氣歧管、增壓器等部位的連接緊固件有一個共同的要求：耐高溫和承受強烈振動，長時間使用也有螺柱或螺栓斷裂的風險。此外轎車排氣系統中的零件在汽車行駛中，不但外表面需承受高溫和大氣介質的腐蝕作用，內表面也需承受高溫和燃燒廢氣凝聚液的腐蝕。目前使用的主流材料是SCM435或SNB16，只具有一定的耐熱性，不具有耐蝕性，開發兼具耐熱性和耐蝕性的新型耐熱緊固件用鋼迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐熱兼耐蝕冷鐓鋼及其熱處理方法、生產方法和應用，所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼的常溫R_m≥960MPa，常溫R_p0.2≥890MPa，A≥15％，Z≥60％，屈強比≥0.90，600℃高溫抗拉強度≥475MPa，600℃高溫屈服強度≥500MPa，0℃沖擊韌性K_V2≥120J，適用于制作發動機、渦輪機等高溫腐蝕環境的高強度螺栓。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種耐熱兼耐蝕冷鐓鋼，包括以下重量百分比的化學成分：C?0.10％～0.20％、Si0.10％～0.30％、Mn?0.10％～0.30％、Cr?2.00％～2.30％、Co?0.50％～0.80％、Ni0.40％～0.60％、V?0.20％～0.40％、N?0.006％～0.010％、Se?0.007％～0.015％、P≤0.015％、S≤0.015％、O≤0.0015％，同時為了保證鋼的韌塑性，需控制33≤V/N≤46，其余為Fe和其它不可避免的雜質，其耐蝕系數R值≥3.6，其中，R＝1.3(％Si)+1.2(％Cr)+21.7(％Se)+2.2(％Ni)-1.5(％Ni)(％Ni)。

所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼熱軋態的金相組織為貝氏體+鐵素體，其中，貝氏體的體積百分比為70％～90％，晶粒度7-8級；所述耐高溫冷鐓鋼在熱處理之后金相組織為回火索氏體，晶粒度7-8級。

所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼的常溫R_m≥960MPa，常溫R_p0.2≥890MPa，A≥15％，Z≥60％，屈強比≥0.90，600℃高溫抗拉強度≥475MPa，600℃高溫屈服強度≥500MPa，0℃沖擊韌性K_V2≥120J。

所述耐熱兼耐蝕冷鐓鋼的熱處理方法，包括以下步驟：