[发明专利]一种高强度紧固件钢

说明书

本发明涉及高强度紧固件钢，可有效解决现有钢直径大时，强度、低温韧性、淬透性达不到要求，性价比差，成本高，达不到现实生产中特殊情况下对钢种的要求问题，该钢由重量百分比：0.38%≤C＜0.42%、0.48≥Si≥0.39%、1.12%≤Mn≤1.22%、P≤0.018%、S≤0.010%、0.13%≥V≥0.10%、0.0024%≥B≥0.0009%、O≤0.0015%，余量为Fe；并测试出奥氏体连续冷却曲线，即CCT曲线，其抗拉强度Rm≥1063MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥956M Pa，断后伸长率A≥12%，断面收缩率Z≥49%，低温韧性冲击吸收能量‑20℃Kv2≥43J，风电用户要求的‑40℃Kv2≥30J；充分使用CCT曲线，具有显著技术、经济和社会效益的效果。

技术领域

本发明涉及冶金领域合金钢，特别是强度、低温韧性、淬透性、性价比、疲劳性好一种高强度紧固件钢。

背景技术

高强度紧固件是一种用量极大、应用面极广的重要基础件。不仅在机械、汽车、火车等行业，而且在公路、铁路、桥梁、建筑基础设施工程中越来越广泛应用。随着我国及世界产品向高质量的需求发展，对高强度紧固件，不仅强度要求提高，而且对低温冲击韧性也有了前所未有的新要求。与此要求相配合，国际、我国相应的标准陆续发布。此外，对高强度紧固件的直径要求也不断扩大。已有的用量最大的紧固件用钢，在直径要求更大时，其淬透性、性价比上不能满足国际与我国新标准及特殊用户的要求。本钢就是在这种背景下研究发明的。

“高强度紧固件”国际、我国标准和我国风电设备特殊用户技术要求

新标准仍有四种高强度性能等级：8.8级、9.8级、10.9级、12.9级，与老标准不同的是，增加了对低温冲击韧性的要求。本发明只针对标准中一种用量最大的10.9级。12.9级由于目前标准没有低温韧性的具体技术要求，而且用量少得多，该钢不做研究。高强度紧固件国际(ISO)、我国和风电设备用户要求如下表。

m：数值尚在调查研究中。

基于高强度紧固件在2009年就发布的国际标准，我国2010年将国际标准全部移植过来发布。但在生产实践中发现，使用时仍存在有强度、低温韧性、淬透性、抗疲劳性达不到要求，性价比差，成本高的问题；特别是直径大时，常用钢淬透性、性价比差，达不到现实生产国内外标准及特殊用户对钢种的要求，满足不了新时代下对特殊钢的需要问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有钢技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种高强度紧固件钢，可有效解决现有钢直径大时，强度、低温韧性、淬透性达不到要求，性价比差，成本高，达不到现实生产中特殊情况下对钢种的要求问题。

本发明解决的技术方案是，一种高强度紧固件钢，由以下重量百分比的组分组成：C(碳)0.38-0.45％、Si(硅)0.22-0.48％、Mn(锰)0.81-1.48％、P(磷)≤0.018％、S(硫)≤0.010％、V(钒)≥0.10％、B(硼)0.0009-0.0024％、O(氧)≤0.0015％，余量为Fe(铁)，-40℃低温冲击吸收能量Kv不小于27J(焦耳)。

本发明组分科学合理，易生产，生产时按组分要求采用常规方法，如真空精炼方法，即将按组份要求配制的炉料在通用炼钢的电炉中进行冶炼，之后在炉外钢包中加热、抽真空、吹氩及喂丝工艺条件下进行精炼，轧成钢材。新钢种材料通过加工、热处理后制成不仅符合10.9级紧固件-20℃低温冲击吸收能量Kv不小于27J；而且-40℃低温冲击吸收能量Kv也不小于27J的要求。特别是在直径大时，也能满足新标准和特殊用户使用的需要。本发明采用了在研究、申请专利时，本领域低级、中级、高级层次技术人员都不采用，只有国家最高层次专家、教授、甚至院士带研究生才采用，并在申请专利极少公布的、测试出钢的奥氏体连续冷却曲线的方法，取得了意想不到的、具有显著技术、经济和社会效益的效果。

附图说明