一种10.9级中碳非调质紧固件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种10.9级中碳非调质紧固件及其制造方法，该10.9级中碳非调质紧固件的化学成分按重量百分比计为：C 0.45‑0.65％，Si 0.10‑0.30％，Mn 1.10‑1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr 0.10‑0.30％，V 0.05‑0.15％，N 0.0160‑0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明专利技术通过控轧控冷获得极细原奥氏体晶粒、极细的珠光体团(索氏体团)组织，降低合金成本，抗拉强度≥900Mpa，同时降低冷拔强化减面率，减小工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
一种10.9级中碳非调质紧固件及其制造方法
本专利技术属于冶金及紧固件制造的
，具体涉及一种10.9级中碳非调质紧固件及其制造方法。
技术介绍
高强度紧固件一般分为8.8级、9.8级、10.9级、12.9级等几个级别，通常采用10B21、SWRCH35K、SCM435、ML40Cr、ML42CrMo等低碳、中碳调质钢制造，其制造工艺大致为：原材料—球化退火—酸洗—磷化—冷拔—冷镦—调质—搓丝—表面处理。采用非调质钢生产紧固件，其制造工艺则简化为：原材料—酸洗—磷化—冷拔—冷镦—搓丝—时效处理—表面处理，增加了低温时效处理，省去了球化退火和调质工序，实现了节能降耗，并避免了热处理变形及脱碳的缺陷。目前用于制造高强度紧固件的非调质钢种类有：铁素体+珠光体钢、双相钢(铁素体+马氏体钢)、贝氏体钢等，双相钢和铁素体+珠光体钢一般用来制造8.8级、9.8级的紧固件，而10.9级紧固件则都采用贝氏体钢。中国专利技术专利CN101597716A《一种低碳贝氏体型冷作强化非调质钢》，公开了一种10.9级螺栓用低碳贝氏体钢，其化学成分为C0.06～0.15％、Si≤0.20％、Mn1.80～2.40％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr0.10-0.50％、B0.0005～0.003％、Ti0.01～0.10％、RE0.005～0.04％、Nb0.01～0.10％、Al0.005～0.05％、N0.004～0.01％、Zr0.01-0.10％。中国专利技术专利CN101619420A《10.9级含铬非调质冷镦钢及其热轧盘条的轧制方法》，公开了一种10.9级紧固件用贝氏体非调质钢，其化学成分为：C0.08-0.14％，Si0.03-0.35％，Mn1.80-2.30％，P≤0.025，S≤0.015％，B0.0005-0.003％，Ti0.01-0.03％，Als0.010-0.050％，Cr0.20-0.40％。中国专利技术专利CN101619414A《10.9级含铌非调质冷镦钢及其热轧盘条的轧制方法》，公开了一种10.9级紧固件用贝氏体非调质钢，其化学成分为：C0.08-0.14％，Si0.03-0.35％，Mn1.80-2.30％，P≤0.025％，S≤0.015％，B0.0005-0.003％，Ti0.01-0.03％，Als0.010-0.050％，Nb0.02-0.04％。中国专利技术专利CN101935806A《耐延迟断裂性能优良的低碳贝氏体型冷作强化非调质钢》，公开了10.9级紧固件用低碳贝氏体型非调质钢，其化学成分C0.06-0.15％，Si≤0.10％，Mn1.80-2.40％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr0.10-0.40％，B0.0005-0.003％，V0.05-0.15％，Ti0.01-0.08％，RE0.005-0.03％，Al0.01-0.05％，N0.004-0.01％，V+Ti0.10-0.20％。中国专利技术专利CN106480376A《一种10.9级紧固件用非调质冷镦钢盘条及其生产方案》，公开了一种10.9级紧固件用低碳贝氏体钢，其化学成分为C0.10-0.15％，Si0.50-0.80％，Mn1.60-2.10％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr0.30-0.50％，B0.002-0.005％，Ti0.03-0.05％。目前所有的10.9级紧固件用非调质钢，C含量都在0.15％以下，组织都是粒状贝氏体，热轧材的抗拉强度在800Mpa左右，一般经过30％减面率以上的冷拔量，才能满足10.9级紧固件的要求，形成贝氏体所需的合金含量较高，冷拔强化的变形量也需要很高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种10.9级中碳非调质紧固件及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种10.9级中碳非调质紧固件，其化学成分按重量百分比计为：C0.45-0.65％，Si0.10-0.30％，Mn1.10-1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.10-0.30％，V0.05-0.15％，N0.0160-0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计为：C0.50-0.60％，Si0.17-0.27％，Mn1.20-1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.10-0.18％，V0.05-0.15％，N0.0160-0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计为：C0.54-0.56％，Si0.23-0.26％，Mn1.40-1.41％，P≤0.013％，S≤0.0069％，Cr0.14-0.18％，V0.083-0.087％，N0.0190-0.0197％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。作为最佳实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计为：C0.56％，Si0.26％，Mn1.41％，P0.013％，S＜0.0069％，Cr0.18％，V0.087％，N0.0190％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计还包括Nb0.01-0.1％。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计还包括Nb0.01-0.05％。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计还包括Ti0.01-0.1％。作为优选实施方式地，所述的10.9级中碳非调质紧固件其化学成分按重量百分比计还包括Ti0.01-0.08％。本专利技术还提供一种10.9级中碳非调质紧固件的制造方法，采用热轧钢材经过5-20％减面率的冷拔，然后在300-500℃时效0.5-2h。作为优选实施方式地，热轧钢材经过7.5％减面率的冷拔，然后在450℃时效1h。本专利技术的化学成分作用如下：C是非调质钢强化的主要元素，较高的C含量，有助于提高基体强度；过低会导致强度不够，过高会导致钢中析出先共析渗碳体，恶化钢的塑形，实际采用0.45-0.65％为宜。Si能够固溶于铁素体中，强化铁素体相，从而提高钢材的抗拉和屈服强度，但过高的Si含量会导致钢的变形抗力急剧升高，大幅提高模具的消耗，最好控制在0.10-0.30％的范围。Mn同样能够固溶于铁素体中，强化铁素体相，提高钢材的抗拉和屈服强度；Mn还能降低钢共析点的碳含量，导致珠光体增多，同时还降低了钢的相变温度，降低了奥氏体向珠光体转变的温度，细化珠光体团、珠光体片间距和铁素体晶粒，提高钢的强度和塑形；但过高的Mn含量，可能导致钢形成贝氏体组织，应控制在1.10-1.60％的范围。Cr也是铁素体固溶强化元素，与Si、Mn的作用类似，此外Cr还可以在后续的时效处理时析出碳化物的沉淀相，起着二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10.9级中碳非调质紧固件，其特征在于：其化学成分按重量百分比计为：C0.45-0.65％，Si 0.10-0.30％，Mn1.10-1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.10-0.30％，V 0.05-0.15％，N 0.0160-0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种10.9级中碳非调质紧固件，其特征在于：其化学成分按重量百分比计为：C0.45-0.65％，Si0.10-0.30％，Mn1.10-1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.10-0.30％，V0.05-0.15％，N0.0160-0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的10.9级中碳非调质紧固件，其特征在于：其化学成分按重量百分比计为：C0.50-0.60％，Si0.17-0.27％，Mn1.20-1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr0.10-0.18％，V0.05-0.15％，N0.0160-0.0240％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。


3.根据权利要求1所述的10.9级中碳非调质紧固件，其特征在于：其化学成分按重量百分比计为：C0.54-0.56％，Si0.23-0.26％，Mn1.40-1.41％，P≤0.013％，S≤0.0069％，Cr0.14-0.18％，V0.083-0.087％，N0.0190-0....

【专利技术属性】
技术研发人员：付星星，卢海波，高亮庆，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42