本发明专利技术涉及强度、低温韧性、淬透性、性价比、疲劳性好的紧固件钢，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，由以下重量百分比的组分组成：C 0.38‑0.45%、Si 0.22‑0.48%、Mn 0.81‑1.48%、P≤0.018%、S≤0.010%、V≥0.10%、B 0.0009‑0.0024%、O≤0.0015%，余量为Fe，本发明专利技术组分科学合理，易生产，符合10.9级紧固件‑20℃低温冲击吸收能量Kv不小于27J，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，只有国家最高层次专家、教授、甚至院士带研究生才采用，测试出钢的奥氏体连续冷却曲线，取得了意想不到的、具有显著技术、经济和社会效益的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种高强度紧固件钢
本专利技术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。
技术介绍
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专利技术的。“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。本专利技术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。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有钢技术之缺陷，本专利技术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。本专利技术解决的技术方案是，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)。本专利技术组分科学合理，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。本专利技术采用了在研究、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。附图说明图1为本专利技术钢的奥氏体连续冷却曲线图(42SiMnVBE)。图2为常用35CrMo贵重钢的奥氏体连续冷却曲线图。图3为用量最大42CrMo贵重钢的奥氏体连续冷却曲线图。图中A.奥氏体，B.贝氏体，F.铁素体，P.珠光体，M.马氏体，Ms马氏体转变开始线，Ac3.奥氏体转变成铁素体开始线,Ac1奥氏体转变成珠光体线。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作详细说明。本专利技术在具体实施时，可由以下实施例给出。实施例1本专利技术在具体实施中，一种高强度紧固件钢，由以下重量百分比的组分组成：C0.42％、Si0.37％、Mn1.08％、P0.007％、S0.006％、V0.10％、B0.0020％、O0.0010％，余量为Fe。实施例2本专利技术在具体实施中，一种高强度紧固件钢，由以下重量百分比的组分组成：C0.38-0.45％、Si0.22-0.36％、Mn0.81-1.48％、P≤0.018％、S≤0.010％、V≥0.10％、B0.0009-0.0024％、O≤0.0015％，余量为Fe。实施例3本专利技术在具体实施中，一种高强度紧固件钢，由以下重量百分比的组分组成：C0.39-0.45％、Si0.39-0.48％、Mn0.81-1.48％、P≤0.018％、S≤0.010％、V≥0.10％、B0.0009-0.0024％、O≤0.0015％，余量为Fe。本专利技术组份、用量科学合理，本专利技术研制的试验钢是按应用量最大、应用面最广的10.9级要求进行的，经试验效果非常好，是现有常用贵重钢种在淬透性、直径要求大，性价比要求高时所达不到的；开拓了新钢种，满足了新时代对特种钢的需要，有关资料如下：本专利技术在实施中，给出的7种成分的钢，具体成分如表1。表1成分CSiMnPSVBO10.380.331.220.00650.00350.130.00090.001520.390.431.080.00930.00550.100.00220.001330.400.481.120.00500.00320.100.00090.001440.400.440.860.00790.00340.130.00220.001250.410.390.810.00620.00500.130.00240.001360.420.371.080.00700.00600.100.00200.001070.450.221.480.00700.00700.100.00240.0014上述7种钢经10组热处理后，机械性能如表2。表2注：新紧固件标准中没有室温冲击吸收能量Ku2，为便于与贵重的合金钢对比，专门列入此性能并测试。本专利技术钢主要说明如下：1.从上述表2可看出，本专利技术钢测试的机械性能，特别是低温冲击韧性与国内外紧固件标准相比，完全达到并显著超过10.9级、-20℃低温冲击吸收能量不小于27J的技术要求。对特殊用户，如风电设备用户要求的-40℃、KV也能完全达到并超过不小于27J的要求。2、本专利技术钢与10.9级紧固件用量最大的贵重钢成分、力学性能、奥氏体连续冷却曲线(CCT曲线)比较。2.1本钢号成分与现在应用量最大的贵重合金钢号成分对比如表3。表3从成分对比中可看出，上述两种现用钢号分别含贵重合金元素Cr、Mo，而本钢含贵重合金V很少，只含最便宜的Si，Mn。炼钢时，所用的原料炼钢生铁和废钢都有较多的Si、Mn含量，两元素常常需氧化燃烧除去，所以本钢冶炼时，不必都用含Si、Mn的铁合金补充调整这两种成分。我国按化学成分分类的钢规定，含Si＜0.5％，属非合金钢。Si成分可以不编在钢号上，本专利技术钢含Si≤0.48％，因此42SiMnVBE，也可写成42MnVBE，由于做CCT曲线时，已这样写了，现在仍采用这种写法。2.2本专利技术钢(见表2中4-1、4-2钢号直径30mm试样)与贵重钢(直径25mm试样)力学性能比较见表4。表4b.当屈服现象不明显时，可用塑性延伸强度或规定非比例延伸强度RPO.2代替。从性能对比中可以看出，尽管本专利技术钢试样直径30mm,比对比的钢试样直径25mm大，但力学性能都能达到对比贵重钢要求的力学性能。2.3本专利技术钢(图1)与贵重钢号(图2、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度紧固件钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C 0.38‑0.45%、Si 0.22‑0.48%、Mn 0.81‑1.48%、P≤0.018%、S≤0.010%、V≥0.10%、B 0.0009‑0.0024%、O≤0.0015%，余量为Fe，该钢强度为≥1060MPa，‑40℃低温冲击吸收能量不小于27KV/J。
【技术特征摘要】
1.一种高强度紧固件钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C0.38-0.45%、Si0.22-0.48%、Mn0.81-1.48%、P≤0.018%、S≤0.010%、V≥0.10%、B0.0009-0.0024%、O≤0.0015%，余量为Fe，该钢强度为≥1060MPa，-40℃低温冲击吸收能量不小于27KV/J。2.根据权利要求1所述的高强度紧固件钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C0.42%、Si0.37%、Mn1.08%、P0.007%、S0.006%、V0.10%、B0.0020%、O0.0010%，余量为Fe...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩建中，
申请(专利权)人：曹鸿玉，
类型：发明
国别省市：河南,41
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