【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强钢及其生产方法，尤其是一种高强度螺栓用钢及其生产方法。
技术介绍
1、紧固件是一种通用基础件，与钢铁行业联系紧密。制造紧固件的材料主要有钢、不锈钢、钛合金和有色金属等。螺栓在紧固件中使用量最多，除少量的大规格采用温镦（温挤压）、切削加工制造外，大多数选择冷镦（冷挤压）成形工艺制造；螺栓在机构中起着连接、紧固、定位、密封等作用。除了简单作定位的螺栓之外，螺栓在安装时都需要预先拧紧，因此都承受静拉伸载荷。螺栓的力学性能很大程度上取决于制造紧固件材料的质量，高质量的紧固件螺栓用钢需要具备以下条件：（1）良好的表面质量；（2）有较高的抗拉强度和屈服强度，以便对于螺栓承受交变载荷和冲击载荷时防止断裂；（3）有较高的塑性和韧性，以减少对偏斜、缺口应力集中和表面质量的敏感性；（4）对在潮湿大气或腐蚀气氛环境下工作的螺栓，要求具有足够低的延迟断裂敏感性。由紧固件的失效和损坏引起事故的概率非常高，因此，用于制造紧固件的材料必须严格选择。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种力学性能好的高强度螺栓用钢；本专利技术还提供了一种产品力学性能好的高强度螺栓用钢的生产方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的化学成分及质量百分含量为：c 0.33%～0.40%、si 0.15%～0.35%、mn 0.90%～1.20%、cr 0.45%～0.65%、cu 0.25%～0.45%、ni0.25%～0.45%、p≤0.020%、s≤0.010%，余量为f
3、本专利技术各化学成分在钢中的作用机理为：
4、c：决定材料强度和硬度的主要元素，c含量高，塑性和韧性显著降低，易产生螺栓缺口应力集中；c含量低，强度差，螺栓易断裂。
5、si：以固溶体的形态存在于奥氏体中，它是封闭γ相区降低奥氏体稳定性的元素，si还降低碳在奥氏体中的溶解度，随着钢中si含量的增加，钢的硬度和变形抗力也增加，塑性和韧性显著降低。
6、mn：提高钢的强度最廉价元素，可以增强螺栓用钢的力学性能，但是过高的mn降低材料的塑性和韧性。
7、cr：固溶在碳化物中，具有淬火时延迟碳化物溶解的作用，便于热处理作业的进行。此外，cr是为提高钢的淬透性添加到钢中的元素。但是cr过高会降低螺栓用钢的塑性和韧性,降低螺栓的使用寿命。
8、cu：有抵抗大气腐蚀的性能，对在潮湿大气或腐蚀气氛环境下工作的螺栓，可以降低延迟断裂敏感性。但是cu过高时在热加工时容易产生热脆。
9、ni：镍是贵重合金，既能提高钢的强度，又能提高钢的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。
10、p：磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，降低塑性和韧性。
11、s：会增加钢材的热脆，降低钢的洁净度。
12、本专利技术方法采用电炉冶炼、lf精炼、rh真空精炼、连铸、加热和轧制工序生产；
13、所述高强度螺栓用钢的化学成分及质量百分含量为：c 0.33%～0.40%、si 0.15%～0.35%、mn 0.90%～1.20%、cr 0.45%～0.65%、cu 0.25%～0.45%、ni 0.25%～0.45%、p≤0.020%、s≤0.010%，余量为fe和不可避免的杂质。
14、本专利技术方法所述连铸工序，浇注温度控制在1501℃～1516℃，控制浇注速度为1.2～1.4m/min。
15、本专利技术方法所述加热工序，钢坯加热至1010～1050℃，保温1～2h。
16、本专利技术方法所述轧制工序，开轧温度970～1030℃，终轧温度940～1000℃。
17、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术通过添加mn和cr合金，提高螺栓用钢的强度，防止螺栓承受交变载荷和冲击载荷时断裂。本专利技术通过添加ni和cu合金，提高钢的强度和塑韧性能；cu有抵抗大气腐蚀的性能，但是cu在轧制时容易产生裂纹，加ni可以抑制裂纹的产生。本专利技术的力学性能可以达到抗拉强度≥980mpa、屈服强度≥830mpa、冲击aku2≥60j，满足高强度螺栓的性能要求。
18、本专利技术方法所述钢种添加贵重合金ni和cu，通过提高si、mn、cr等合金元素的含量，显著提高了螺栓的强度、冲击韧性和淬透性。本专利技术方法采用“电炉冶炼＋连铸＋连轧”的工艺生产，生产流程简便，所得产品抗拉强度≥980mpa、屈服强度≥830mpa、冲击aku2≥60j。
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1.一种高强度螺栓用钢及其生产方法，其特征在于，其化学成分及质量百分含量为：C0.33%～0.40%、Si 0.15%～0.35%、Mn 0.90%～1.20%、Cr 0.45%～0.65%、Cu 0.25%～0.45%、Ni 0.25%～0.45%、P≤0.020%、S≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种高强度螺栓用钢的生产方法，其特征在于：采用电炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热和轧制工序生产；
3.根据权利要求2所述的高强度螺栓用钢的生产方法，其特征在于：所述连铸工序，浇注温度控制在1501℃～1516℃，控制浇注速度为1.2～1.4m/min。
4.根据权利要求2所述的高强度螺栓用钢的生产方法，其特征在于：所述加热工序，钢坯加热至1010～1050℃，保温1～2h。
5.根据权利要求2、3或4所述的高强度螺栓用钢的生产方法，其特征在于：所述轧制工序，开轧温度970～1030℃，终轧温度940～1000℃。
【技术特征摘要】
1.一种高强度螺栓用钢及其生产方法，其特征在于，其化学成分及质量百分含量为：c0.33%～0.40%、si 0.15%～0.35%、mn 0.90%～1.20%、cr 0.45%～0.65%、cu 0.25%～0.45%、ni 0.25%～0.45%、p≤0.020%、s≤0.010%，余量为fe和不可避免的杂质。
2.一种高强度螺栓用钢的生产方法，其特征在于：采用电炉冶炼、lf精炼、rh真空精炼、连铸、加热和轧制工序生产；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：黄永建，孙晓明，戴观文，郭晓霞，丁辉，李志豪，李绍杰，王翠亮，张立良，焦力隆，
申请(专利权)人：石家庄钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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