本发明专利技术公开了一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，该贝氏体结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.04％～0.08％、Mn：1.20％～1.80％、Si：0.60％～0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：0.06％～0.08％、V：0.15％～0.25％、Ti：0.04％～0.06％、N：0.005％～0.010％、B：0.005％～0.007％、Als：≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备工艺包括如下步骤：1）冶炼精炼并连铸成坯；2）再次加热；3）控轧控冷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其涉及一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺。
技术介绍
紧固件为三大基础机械零部件之一。冷镦钢线材是制作螺栓、螺母、螺钉、铆钉等紧固件的主要原料。生产高强度紧固件可采用40Cr、35CrMo等合金结构钢作为材料，深加工后进行调质热处理。其生产工序：原材料检验→球化退火→酸洗→磷化处理→一次拔制→退火→酸洗→磷化处理→二次拔制→冷镦→搓丝→淬火、回火(调质处理)→电镀→产品性能检验。这种调质型紧固件生产方式，一方面制作材料需要添加合金元素增加了生产成本，另一方面由于需进行后续热处理，增加了能耗和降低了生产率。随着“节能降耗”要求的提高和社会环境保护的加强，为了减少高强度紧固件生产中加工工序环节，开始采用非调质钢加工生产高强度紧固件，其生产工序：原材料检验→酸洗→磷化处理→线材拔制→冷镦→搓丝→时效处理→电镀→产品性能检验。这种非调质型紧固件生产方式，采取直接拔制和冷镦，取消了两次拔制的酸洗和磷化处理以及淬火、回火(调质处理)，大大简化了紧固件生产工序，提高了生产率，降低了能耗和成本，减少了污染排放。中国专利CN1858284公开了一种超细晶非调钢盘条及其生产方法，其主要成分为：C：0.10～0.25％，Si：≤0.08％，Mn：0.80～1.70％，P：≤0.035％，S：≤0.035％，V、Nb、Ti、Al微量，但该专利涉及一种10.9级以下级别高强度紧固件用非调质冷镦钢线材生产方法。中国专利CN101220439B公开了一种高强度紧固件用非调质双相冷镦钢及其制造方法，其主要成分为：C：0.06～0.15％，Si：0.60～0.90％，Mn：1.40～2.0％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Al：≤0.04％，N：≤0.0060％，V：0.03～0.10，Nb：0.04～0.08％，但该专利涉及一种8.8级和9.8级双相型高强度紧固件用非调质冷镦钢线材生产方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，通过调整钢的化学成分并配合生产工艺，该贝氏体结构钢组织结构呈粒状贝氏体，获得良好的综合力学性能，可达10.9级。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，该贝氏体结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.04％～0.08％、Mn：1.20％～1.80％、Si：0.60％～0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：0.06％～0.08％、V：0.15％～0.25％、Ti：0.04％～0.06％、N：0.005％～0.010％、B：0.005％～0.007％、Als：≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备工艺包括如下步骤：1）在转炉冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯；2）再次加热，加热温度为1220～1240℃之间，加热时间为2.5～3.5小时；3）控轧控冷：经线材轧机控轧控冷轧制成线材，开轧温度为1120～1140℃，终轧温度为870～890℃，累计压下率80-86％；冷却速度为30～40℃/S，冷却至300℃。本专利技术合金设计的理由如下：C：C是钢中固溶强化作用最明显的元素，随含碳量的增加，钢的短时强度上升，塑性、韧性下降，对于贝氏体型冷镦钢采取低含碳量，但含碳太低，钢的强度将降低。Si：Si是铁素体固溶强化元素，能显著提高钢的变形抗力，但Si含量过高，不利于冷加工塑性变形。Mn：Mn是形成贝氏体组织最为有效的低成本合金元素，可强烈提高淬透性，推迟珠光体转变和铁素体转变，并起固溶强化和细化晶粒的作用，提高钢的强度和加工硬化性能。Mn与B相结合，可显著延长高温转变孕育期。本专利技术关键之一就是采取较高的Mn含量与微量的B相结合，使钢的最终组织为粒状贝氏体，具有良好的综合力学性能。但Mn含量过高时，会使钢的晶粒粗化趋势增大，也影响钢的冷加工塑性。B：B是微合金化元素之一，微量的B元素就可以显著推迟铁素体开始析出线，促进空冷时贝氏体的形成，同时B元素降低晶界原子扩散系数，可强化晶界。Ti、Nb：添加微量Ti、Nb以固N，并可以细化晶粒。Als：Als的主要功能是脱氧剂，不宜过低，但过高影响连铸生产。P、S：P虽是一种固溶强化元素，但易引起钢的冷脆和成分的偏析。S在钢中易生成MnS热脆相，引起热脆。故P和S含量越少越好。V，N：在钢中与N结合形成VN粒子，VN粒子在高热输入焊接近缝区奥氏体中的析出，可促进晶内微细铁素体的转变，限制粒状贝氏体的长大。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，贝氏体结构钢金相组织为粒状贝氏体，盘条的力学性能为Rm≥860MPa，Rp0.2≥560MPa，A≥15％，Z≥50％；可适用于生产冷加工变形量较大的10.9级高强度紧固件。采用本专利技术的紧固件用非调质贝氏体冷镦钢线材生产紧固件，可减少拔制工序，取消退火和调质热处理工序，缩短生产时间提高生产率，降低能耗和成本，减少污染排放。具体实施方式实施例一一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，该贝氏体结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.04％、Mn：1.80％、Si：0.60％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：0.08％、V：0.15％、Ti：0.06％、N：0.005％、B：0.007％、Als：≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备工艺包括如下步骤：1）在转炉冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯；2）再次加热，加热温度为1220℃之间，加热时间为3.5小时；3）控轧控冷：经线材轧机控轧控冷轧制成线材，开轧温度为1120℃，终轧温度为890℃，累计压下率80％；冷却速度为40℃/S，冷却至300℃。实施例二一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，该贝氏体结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.08％、Mn：1.20％、Si：0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：0.06％、V：0.25％、Ti：0.04％、N：0.010％、B：0.005％、Als：≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备工艺包括如下步骤：1）在转炉冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯；2）再次加热，加热温度为1240℃之间，加热时间为2.5小时；3）控轧控冷：经线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，其特征在于，该贝氏体结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.04％～0.08％、Mn：1.20％～1.80％、Si：0.60％～0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：0.06％～0.08％、V：0.15％～0.25％、Ti：0.04％～0.06％、N：0.005％～0.010％、B：0.005％～0.007％、Als：≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备工艺包括如下步骤：1）在转炉冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯；2）再次加热，加热温度为1220～1240℃之间，加热时间为2.5～3.5小时；3）控轧控冷：经线材轧机控轧控冷轧制成线材，开轧温度为1120～1140℃，终轧温度为870～890℃，累计压下率80‑86％；冷却速度为30～40℃/S，冷却至300℃。
【技术特征摘要】
1.一种高强度紧固件用贝氏体结构钢的制备工艺，其特征在于，该贝氏体
结构钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.04％～0.08％、Mn：
1.20％～1.80％、Si：0.60％～0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.010％、Nb：
0.06％～0.08％、V：0.15％～0.25％、Ti：0.04％～0.06％、N：0.005％～0.010
％、B：0.005％～0.007％、Als：...
【专利技术属性】
技术研发人员：华兆红，
申请(专利权)人：无锡市森信精密机械厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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