【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冷镦钢热轧盘条，具体涉及一种10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条及其制造方法。
技术介绍
1、冷镦钢利用冷镦成型，冷镦是利用磨具在不加热条件下施加冲击力进行冷加工的一种冷成型方式，适用于生产螺钉、销钉、螺母等紧固件。冷镦成型同时对材料的冷成型性能做出更高要求，目前，紧固件生产厂生产10.9级及以上紧固件往往要经过“二球二拉”或“一球一拉”工艺，即热轧盘条→(球化退火)→拉拔→球化退火→拉拔→冷镦的工艺处理，最后还需经调质处理才能达到10.9级螺栓性能等级要求；球化退火虽可提高材料的冷镦性能，但生产效率低、能源消耗大。因此，需要开发一种10.9级免退火冷镦钢热轧盘条，以满足高强度紧固件螺栓绿色制造的市场使用需求。
2、现有技术中10.9级免退火冷镦钢热轧盘条一般为中碳钢种，通过轧后斯太尔摩控冷工艺制成，其性能会导致免退火冷镦开裂风险高的技术难点和成因在于：
3、（1）cr作为提高冷镦钢淬透性常用的合金元素，可以提高钢的强度但增加了盘条塑性提升难度，而免退火对盘条塑性要求较高，以提高盘条塑性为目的，降低cr含量的成分设计和制造方法，例如：专利cn113877960b公开一种10.9级免退火冷镦钢及其轧制方法，采用c-si-mn-cr-al-ti-b-v-nb成分设计，结合低温轧制和轧后斯太尔摩控冷线缓冷工艺设计，可以得到铁素体+珠光体组织，达到抗拉强度在550-650mpa，断面收缩率≥40％，但加入微合金元素保证盘条强度等级的成本较高，效果有限，强度不足下，紧固件加工需进行大拉拔量实现强度等级
4、（2）以提高盘条淬透性、发挥cr元素细化组织强化作用为目的的保持高cr含量，由于斯太尔摩的最高和最低冷却能力有限，盘条组织控制手段有限，只能通过压低吐丝温度，尽量提高铁素体含量来提高盘条塑性，例如：专利cn117265408a公开的一种免退火冷镦钢及其制造方法及以其得到的紧固件，采用c-si-mn-al-cr-mo-b-mg成分设计，结合低温轧制、斯太尔摩冷却线和保温通道缓冷工艺设计，使得铁素体组织的体积百分比为60％～70％，退化的珠光体组织的体积百分比为30％～40％，达到rm≤650mpa，z≥53％；一方面，低温轧制增加了轧制线的磨损损耗、影响了轧制效率，而由于钢种具有高淬透性，提高风冷冷却速度，例如专利cn 117626112 a公开的一种免退火合金冷镦钢热轧线材及其制造方法，采用c-mn-cr-mo-al成分设计，结合吐丝后冷速的前快后慢冷却工艺设计，会增加盘条析出马氏体、贝氏体硬脆相的风险，存在严重损害盘条塑性的缺点，同时即使盘条处于慢冷状态，也会由于缓慢冷却，无法长时间维持高温而难以球化组织和充分软化基体；另一方面，只能获得铁素体+珠光体的软相混合组织，强度不足，大拉拔导致的硬化会增加冷镦开裂风险。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条及其制造方法，能够调控热轧盘条组织强度和塑性，避免大拉拔导致的硬化，用于实现10.9级高强度紧固件的绿色制造，以满足市场使用需求。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述热轧盘条的化学成分及质量百分比包括：c：0.33％～0.39％、si：0.13％～0.33％、mn：0.65％～0.95％、cr：0.50％～0.70％、p≤0.020％、s≤0.020％、b：0.0010％～0.0015％，其余为fe和不可避免杂质；制造方法包括：
4、由控轧工序吐丝生产的盘条，先经过在线熔盐控温控冷前段，使盘条以≥30℃/s的冷速淬火，促使部分奥氏体组织向淬火贝氏体转变，再经过在线熔盐控温控冷后段，等温回火使淬火贝氏体转化为回火贝氏体并促进碳化物向球化组织转变，残余奥氏体组织转化为回火铁素体，最后经过辊道缓冷，制为显微组织包括体积百分比占65%~70%的回火贝氏体、少量回火铁素体、其余为准球化碳化物所组成混合组织的热轧盘条。
5、上述热轧盘条的化学成分及质量百分比设计依据包括：
6、（1）碳：c是钢中最基本的强化元素，随着碳含量增大，能提高钢材的抗拉强度和淬透性，有利于促进奥氏体向淬火贝氏体转变，使热轧盘条在免退火工艺下通过调质达到最终强度等级，但含量过高会导致钢材冷镦性能降低，恶化钢的抗疲劳性能和加工性能，因此c的质量百分比控制为0.33％～0.39％。
7、（2）硅：si是钢中主要的脱氧元素，也是铁素体固溶强化元素，可以抑制在线熔盐控温控冷前段的晶粒粗化，进而抑制碳化物的粗化，对碳化物向球化转变有利，进而有助于通过在线熔盐控温控冷后段和辊道缓冷软化基体组织；但硅过量会使得c的活性增加，易形成夹杂物，增加钢在控轧加热过程中的脱碳倾向，使冷镦成形难度加大，因此si的质量百分比控制为0.13％～0.33％。
8、（3）锰：mn是脱氧和脱硫的有效元素，亦是提高钢淬透性的有效元素，可以促进贝氏体相变，但mn含量过高容易造成晶界的偏析，降低钢的塑性，因此mn的质量百分比控制为0.65％～0.95％。
9、（4）铬：cr元素是提高淬透性元素，有利于获得具有良好韧性的低碳贝氏体组织，cr元素亦是铁素体形成元素，可促进针状铁素体的形成，有利于通过在线熔盐控温控冷后段形成回火铁素体，抑制珠光体组织生成，亦是中强碳化物形成元素，可强化体心立方基体强度；但cr元素含量过高，亦会导致钢的加工硬化率提高，削弱紧固件的加工性能，因此cr的质量百分比控制为0.50％～0.70％。
10、（5）硼：b元素保证淬透性的主要元素之一，且有利于推迟铁素体组织转变，促进奥氏体向淬火贝氏体转变，但硼含量过高易产生热脆，影响热加工性能，因此b的质量百分比控制为0.0010％～0.0015％。
11、（6）磷、硫：p元素和s元素属于杂质元素，越低越好，因此控制p≤0.020％、s≤0.020％。
12、在上述采用c-si-mn-高cr-b成分设计的基础上，吐丝后的盘条采用在线熔盐控温控冷前段的超快控冷技术，相较斯太尔摩轧后强冷工艺，可以利用熔盐的高换热特性，以高冷速快速略过铁素体和珠光体相变温度区间，促使盘条组中的大部分奥氏体组织淬火转变为淬火贝氏体组织，保留少量的残余奥氏体组织，再经过在线熔盐控温控冷后段等温回火，相较斯太尔摩缓冷和保温缓冷工艺，利用盘条穿过熔盐时与熔盐温度保持一致，具有更长时间的高温等温状态，而缓冷非缓慢降温：
13、一方面，淬火后组织中的淬火贝氏体可以通过等温回火转化为回火贝氏体，相较风冷盘条的铁素体和珠光体软相组织，回火贝氏体保留了淬火贝氏体高强度特点，有效提供了基体强度，进而可以避免风冷盘条尽量提高铁素体含量带来的强度损失，进而通过调控热轧盘条组织强度，避免大拉拔导致的硬化，有利于在免退火工艺下降低拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述热轧盘条的化学成分及质量百分比包括：C：0.33％～0.39％、Si：0.13％～0.33％、Mn：0.65％～0.95％、Cr：0.50％～0.70％、P≤0.020％、S≤0.020％、B：0.0010％～0.0015％，其余为Fe和不可避免杂质；制造方法包括：
2.根据权利要求1所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述控轧工序控制终轧温度≥925℃，终轧压下量为30%~45%，所述吐丝控制吐丝温度≥915℃。
3.根据权利要求1所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐控温控冷前段的淬火温度控制在510~570℃，淬火时间控制在25~35s。
4.根据权利要求3所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐控温控冷前段的熔盐循环量为350~680t/h，熔盐温升≤12℃。
5.根据权利要求3所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述
6.根据权利要求5所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐控温控冷后段的熔盐循环量为100~300t/h，熔盐温升≤12℃。
7.根据权利要求5所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述辊道缓冷控制盘条的冷却速度为0.4~2℃/s。
8.一种10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条根据权利要求1~7任意一项所述10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法获得。
9.根据权利要求8所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条，其特征在于，所述回火铁素体的体积百分比占25%~30%。
10.根据权利要求8所述的10.9级高Cr免退火冷镦钢热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条的直径为6.0～16.0mm，抗拉强度为870~920MPa，断面收缩率为54%~60%。
...【技术特征摘要】
1.一种10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述热轧盘条的化学成分及质量百分比包括：c：0.33％～0.39％、si：0.13％～0.33％、mn：0.65％～0.95％、cr：0.50％～0.70％、p≤0.020％、s≤0.020％、b：0.0010％～0.0015％，其余为fe和不可避免杂质；制造方法包括：
2.根据权利要求1所述的10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述控轧工序控制终轧温度≥925℃，终轧压下量为30%~45%，所述吐丝控制吐丝温度≥915℃。
3.根据权利要求1所述的10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐控温控冷前段的淬火温度控制在510~570℃，淬火时间控制在25~35s。
4.根据权利要求3所述的10.9级高cr免退火冷镦钢热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐控温控冷前段的熔盐循环量为350~680t/h，熔盐温升≤12℃。
5.根据权利要求3所述的10.9级高cr免退...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭梦都，时彤彤，于同仁，李成斌，庄重，曹磊，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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