[发明专利]一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢及其生产方法，包括如下化学成分：C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Ti、Ni、Cu、Alt，且2.3≤[Mn]/([C]+[Si])≤4.5，0.9≤1.5*[Ni]+1.2*[Cu]+3.0*[Ti]+[Mo]≤1.2，采用本发明方法生产的具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢可省去淬火+回火处理，经过200±10℃低温回火后抗拉强度Rsubgt;m/subgt;≥1050MPa，屈强比Rsubgt;P0.2/subgt;/Rsubgt;m/subgt;≥0.9，断后伸长率A≥14％，断面收缩率Z≥48％，‑40℃低温冲击功KV2≥27J，具有良好的强度和塑韧性，且具有优良的耐蚀性能。

技术领域

本发明属于非调质钢技术领域，具体涉及一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢及其生产方法。

背景技术

紧固件是风电领域应用数量最多的零部件。风电机组零部件种类众多、数量庞大，涉及专业技术范围广阔，以直驱型2MW风电机组为例，其一台整机零部件有550余种，6800余件，而紧固件占所有零部件数量的84％左右。

风电紧固件在技术上有一系列特点：高强度、高精度等级；服务条件严酷，它将随主机一起常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，承受高温、低温的侵蚀；速差大、震动、腐蚀、重载等；除受到轴向预紧拉伸载荷的作用外，还会在工作中受到附加的拉伸交变载荷、横向剪切交变载荷或由此复合而成的弯曲载荷的作用，有时还受到冲击载荷；附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动，轴向交变载荷会引起螺栓的疲劳断裂。而在环境介质的作用下，轴向拉伸载荷会引起螺栓的延迟断裂，以及高温条件下引起螺栓的蠕变等。

近年来随着风电设备的高性能化和材料应用应力提高，对螺栓提出了更高的设计应力和轻量化的要求，目前，风电高强度螺栓大部分选择10.9级，少量为8.8级，大多数都采用合金结构钢制造，并需要经过调质处理，但调质处理后开裂现象时有发生，对热处理温度及淬火介质极为敏感，产品成材率低，且耗时耗能。实现非调质处理的风电螺栓用钢是未来风电行业发展的趋势。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢及其生产方法，可在省去调质处理步骤的基础上制作出抗拉强度1050MPa以上的具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓。

本发明还提供了一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓，通过将本发明所述的具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢经冷拔→冷镦成型→加工螺纹→低温稳定化处理→表面处理工艺加工得到，其具有良好的强度和塑韧性，且具有优良的耐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢，包括如下重量百分比的化学成分：C 0.10％～0.19％、Si 0.42％～0.52％、Mn 1.5％～2.5％、Cr 0.50％～0.70％、Mo 0.13～0.28％、V 0.20％～0.30％、Ti 0.020～0.030％、Ni 0.20％～0.30％、Cu0.25％～0.35％、Alt 0.010％～0.025％、P≤0.010％、S≤0.010％、O≤0.0020％、N≤0.0065％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；其中，2.3≤A＝[Mn]/([C]+[Si])≤4.5，0.9≤B＝1.5*[Ni]+1.2*[Cu]+3.0*[Ti]+[Mo]≤1.2。

所述具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢的金相组织为全粒状贝氏体。

所述具有良好耐蚀性的高强韧性风电螺栓用非调质钢的经过200±10℃低温回火后抗拉强度R_m≥1050MPa，屈强比R_P0.2/R_m≥0.9，断后伸长率A≥14％，断面收缩率Z≥48％，-40℃低温冲击功KV2≥27J。