CN110923546B - 一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法 - Google Patents

一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法，属于冷镦钢生产技术领域。其主要化学成份组成及质量百分比含量为：C：0.33％～0.43％、Si：0.20％～0.50％、Mn：0.35％～0.55％、Cr：0.60％～1.00％、Ni：0.50％～0.80％、Cu：0.20％～0.40％、V：0.01％～0.10％、Alt：0.015％～0.040％、RE：0.01％～0.10％、P：0.010％～0.030％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质。其抗拉强度Rm≥1040MPa，屈服强度Rp0.2≥940MPa，断后伸长率A≥9％，面缩率Z≥48％，屈强比≥0.9，满足10.9级紧固件钢种的要求，且具有高耐候性，便于生产和使用。

Description

一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法
技术领域
本发明属于冷镦钢生产技术领域，更具体地说，涉及一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法。
背景技术
冷镦钢主要用于生产螺栓、螺钉、螺母等紧固件，我国铁路建设保持较快发展，新建高规格铁路和既有线路改造为高速动车组、大功率机车、重载货车等行为为紧固件提供了新的市场需求，铁路线路上在役装备的更新换代也为紧固件提供了市场空间。中国地域辽阔，自然气候环境复杂，随着轨道交通事业的发展，对其紧固件用冷镦钢提出了更高要求，急需开发具有优良的耐候性能的冷镦钢材料，我国风电、桥梁等领域也对具有高耐候性能的紧固件用钢有着迫切需求。
目前我国耐候建筑用钢如板材、型钢方面研究较多，产品也相对成熟。耐候冷镦钢虽有一定的研究积累，但大部分强度级别较低或者成本较高，应用也不甚广泛，而高耐候性能紧固件用钢的研究几乎空白。随着轨道交通用紧固件应用环境的复杂化，急需开发低成本的具有高耐候性能的高强度冷镦钢材料。在进行耐候钢的制造中，经多年实验，耐候性指数I≥7.0时，钢材表现为高耐候性，在保证高耐候的情况下提升冷镦钢的强度，是制造高性能紧固件亟待解决的问题。
中国专利申请号为：200710192043.4，公开日为：2008.07.09的“一种高强度耐腐蚀紧固件用钢”其公开了一种高强度耐腐蚀紧固件用钢，材料的化学成分组成(重量百分比)为：C：0.14％～0.17％，Si：0.17％～0.24％，Mn：0.50％～0.70％，Cr：0.85％～0.95％，Ni：0.25％～0.35％，Cu：0.20％～0.25％，Al：0.25％～0.35％，余量为Fe。此发明方法生产的钢制作的紧固件具有较好的抗氧化和防腐性能，屈服强度达到320－370MPa，抗拉强度为490－520MPa，具有良好的冷拔、冷镦和热顶锻等加工工艺性能，同时具有较好的抗氧化和防腐性能，能满足腐蚀环境中的高应力和高松弛条件下工作要求；但其抗拉强度在520MPa以下，不能用于制作高强度级别的紧固件。
中国专利申请号为：201711215120.3，公开日为：2018.05.25的“一种抗延迟断裂1040MPa级耐候螺栓”，其化学成分的质量百分数为：C：0.21～0.32，Si：0.10～0.50，Mn：0.60～1.00，P：0.008～0.020，S：≤0.005，Cr：0.82～1.20，Ni：0.25～0.50，Cu：0.25～0.50，Mo：0.05～0.20，Nb：0.015～0.060，V：0.015～0.090，Ti：0.008～0.035，B：0.0008～0.0035，Al：0.015～0.040，Ca：0.003～0.007，Zr：0.015～0.045，RE：0.010～0.045，余量为Fe和不可避免的杂质；将金属原料制备成抗延迟断裂耐候螺栓用钢材料，能抗延迟断裂，耐大气腐蚀；但该方法中钢耐候指数I值基本在7.0以下，仅具有一般耐候性能。
中国专利申请号为：201110311073.9，公开日为：2012.01.18的“10.9级含硼免球化退火冷镦钢盘条及其制造方法”，其盘条包含如下组分(wt％)：C：0.23～0.33％、Si：0.02～0.20％、Mn：0.50～0.90％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al：0.005～0.040％、Ti：0.005～0.050％、B：0.0005～0.0035％、Cr：0.58～1.50％、Ni：0.01～0.05％以及余量的铁和杂质。其盘条具有硬度低、塑性好、冷变形能力强、淬透性好等优点，但其耐候性能较差，不能满足高耐候的要求。
中国专利申请号为：201610833875.9，公开日为：2017.03.15的“10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法”，其成分按重量百分比为：C：0.25～0.35％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.60～0.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.60～0.90％，Ni：0.20～0.50％、Cu：0.20～0.50％，其余为铁和微量杂质。材料具有耐大气腐蚀的效果，具有力学性能、腐蚀性好、成型性能好等特点；但其耐候指数I值达不到7.0及以上。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术难以生产10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的问题，本发明提供10.9级紧固件用高耐候冷镦钢；其抗拉强度Rm≥1040MPa，屈服强度Rp0.2≥940MPa，断后伸长率A≥9％，面缩率Z≥48％，屈强比≥0.9，满足10.9级紧固件钢种的要求，且具有高耐候性，便于生产和使用。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢，所述10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为：C：0.33％～0.43％、Si：0.20％～0.50％、Mn：0.35％～0.55％、Cr：0.60％～1.00％、Ni：0.50％～0.80％、Cu：0.20％～0.40％、V：0.01％～0.10％、Alt：0.015％～0.040％、RE：0.01％～0.10％、P：0.010％～0.030％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步说明，所述化学成分满足以下耐候性计算关系式：
26.01(％Cu)+3.88(％Ni)+1.20(％Cr)+1.49(％Si)+17.28(％P)-7.29(％Cu)(％Ni)-9.10(％Ni)(％P)-33.39(％Cu)2)≥7.0。
本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，包括以下步骤：
S1、转炉或电炉冶炼；
S2、LF炉精炼；
S3、RH或VD真空脱气；
S4、方坯连铸；
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S1中，电炉或转炉冶炼时，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S2中，LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S3中，脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S4中，中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S5中，加热炉均热温度为1030～1100℃。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S6中，高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为890～960℃；
b、减定径阶段，减定径温度为770～810℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为780～820℃。
作为本发明的进一步说明，所述步骤S7中，按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢，为了保证紧固件用钢达到高耐候性，需要按照各元素的耐腐蚀作用的贡献进行搭配，以强化生成致密、黏附性强的锈层，更好的增加耐腐蚀性，根据多年实地试验，I值控制在≥7.0以上，钢即具有高耐候性，进一步优选为I值≥7.1；
(2)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢，抗拉强度Rm≥1040MPa，屈服强度Rp0.2≥940MPa，断后伸长率A≥9％，面缩率Z≥48％，屈强比≥0.9，满足10.9级冷锻钢钢种的相应要求；
(3)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，控制加热炉均热温度为1030～1100℃，均热温度低于1030℃时，Ni、Cu等难溶元素无法溶解在奥氏体中，导致钢轧制时在晶界处偏析，钢脆性较大，很可能发生堆钢；均热温度高于1100℃，奥氏体晶粒开始变粗大，同时脱碳倾向大大增加；
(4)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，控制开轧温度为890～960℃，开轧温度低于890℃时，对轧钢设备负荷较大，轧制困难；开轧温度高于960℃，轧制过程温降较大，易形成异常组织，影响冷镦钢性能；
(5)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，控制减定径温度为770～810℃，减定径温度低于770℃时，在进入保温段前即进入相变阶段，在空气中可能形成马氏体组织；减定径温度高于810℃时，可能导致后道吐丝温度提高，在进入保温罩前尚未达到相变温度，难以在斯太尔摩线上完成全部相变，导致异常组织的产生，影响冷镦钢性能；
(6)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，控制吐丝温度为780～820℃，吐丝温度低于780℃时，在进入保温罩前即进入相变阶段；吐丝温度高于820℃时，在进入保温罩前尚未达到相变温度，难以在斯太尔摩线上完成全部相变，导致异常组织的产生，影响冷镦钢性能；
(7)本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，控制保温段罩盖全关，以控制盘条相变冷速在1℃/s以内，得到珠光体+铁素体+少量贝氏体的理想组织，保温罩非全关，则难以保证冷速，易产生大量马氏体和贝氏体组织，影响冷镦钢的力学性能。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例进行了详细描述。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例进行说明。
本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1所示：
表1各实施例和对比例的化学成分及重量百分比(质量百分数％，余量为Fe)
Figure GDA0002771628300000051
上述实施例中元素含量均满足以下范围值：
C：0.33％～0.43％、Si：0.20％～0.50％、Mn：0.35％～0.55％、Cr：0.60％～1.00％、Ni：0.50％～0.80％、Cu：0.20％～0.40％、V：0.01％～0.10％、Alt：0.015％～0.040％、RE：0.01％～0.10％、P：0.010％～0.030％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质。
上述方案中元素组成在本申请中的具体效果如下：
C：C是钢中最基本有效的强化和淬透性元素，但C含量过高则会降低钢的延展性，且增加螺栓延迟断裂风险性，影响冷镦钢的力学性能，不利于冷镦钢的使用，C含量过低则会影响冷镦钢的强度，故C含量需要控制在0.33％～0.43％。
Si：Si是钢中强化的重要元素，通过固溶作用提高钢的强硬度，同时提高冷镦钢的减退抗力，硅主要富集于钢表面，提高锈层的稳定性，提高耐蚀性能，但Si元素的提高会增加钢中碳的扩散，加剧钢材的脱碳，故根据碳含量不应加入过多的Si元素，Si含量应控制在0.20％～0.50％。
Mn：Mn和Fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，同时Mn是提高奥氏体组织的稳定性，显著提高钢的淬透性。但过量的Mn会降低钢的塑性。Mn的添加同时有助于在钢材表面形成锈蚀层，提高钢的耐蚀性能，过度的Mn会导致腐蚀产物颗粒的长大，提高腐蚀率。Mn含量控制在0.35％～0.55％。
Cr：Cr元素在钢中显著提高强韧性和热强性，其以碳化物形式析出，增加氢捕获点，提高耐延迟断裂性。Cr能增加钢的淬透性，但过量的Cr增加钢的回火脆性倾向，Cr能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力。Cr含量应控制在0.60％～1.00％。
Ni：Ni能与Fe生成无限互溶的固溶体，具有扩大相区的作用，不形成碳化物；镍能稳定奥氏体，增强钢的淬透性，Ni同时是降低韧脆转变温度的有效元素，显著提高低温韧性。Ni元素是贵金属元素，过量加入导致成本过高。Ni含量应控制在0.50％～0.80％。
Cu：Cu在钢中的突出作用是提高钢的耐蚀性能，钢与表面二次析出的Cu之间的阴极接触，能促使钢的阳极化，并形成保护性较好的锈层，铜元素也能改变锈层的吸湿性，从而提高了临界湿度，但Cu在钢中产生高裂纹敏感性。Cu含量应控制在0.20％～0.40％。
V：V是钢的优良脱氧剂，钢中加钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性，V与C形成碳化物，可提高抗氢腐蚀能力。V含量应控制在0.01％～0.10％。
Al：Al是较强脱氧元素，同时提高钢的抗氧化性能，但随着Al含量的增加，粗大的碳氮化物系夹杂物量增大。Alt含量应控制在0.015％～0.040％。
RE：钢中添加适量的稀土RE，可使MnS、A12O3等夹杂变质为稀土夹杂，有良好的脱氧、脱硫作用。稀土RE化合物微小的固态质点提供了异质晶核，或在结晶界面上偏聚，阻碍了晶胞长大，提高钢的常温力学性能，过量的RE作用不再明显，需要控制RE的加入含量，控制成本。RE含量控制在0.01％～0.10％。
P：P促使钢产生非晶态的锈层，提高锈层稳定性，增加钢的耐候性能，但P是具有强烈偏析倾向的元素，通常还引起硫和锰的共同偏聚，对产品组织和性能的均匀性有害。P含量控制在0.010％～0.030％。
O和N：T.O在钢中形成氧化物夹杂，控制T.O≤0.0015％；N在钢中析出Fe4N，扩散速度慢，导致钢产生时效性，同时N还会降低钢的冷加工性能，控制N≤0.006％。
上述元素还需满足关系式(1)：
26.01(％Cu)+3.88(％Ni)+1.20(％Cr)+1.49(％Si)+17.28(％P)-7.29(％Cu)(％Ni)-9.10(％Ni)(％P)-33.39(％Cu)2)≥7.0；
关系式(2)：(％C)-(％V)-0.43(％Cr)≤0.13。
关系式(1)是耐候指数的计算公式，所计算值称I值。在本发明中，为了保证螺栓用钢达到高耐候性，需要按照各元素的耐腐蚀作用的贡献进行搭配，以强化生成致密、黏附性强的锈层，更好的增加耐腐蚀性。根据多年实地试验，I值控制在≥7.0以上，钢即具有高耐候性，进一步优选为I值≥7.1。
关系式(2)所计算值称α值，主要应用于计算在热处理回火中，由于Cr和V作为碳化物析出，计算钢中C的消耗的关系式。Cr在钢中主要析出碳化物Cr7C3，这是其原子配比，故系数取值0.43；V在钢中主要析出碳化物VC，故系数取值1。该关系式可相对地估计回火后固溶C的剩余程度，是表示钢延展性好坏的指标。为了得到高的延展性，控制α值≤0.13，更进一步优选α值≤0.11。
本发明的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，包括以下步骤：
S1、转炉或电炉冶炼；电炉或转炉冶炼时，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH或VD真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，在实际连铸过程中可连铸150mm×150mm～250mm×250mm方坯。
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1030～1100℃。控制加热炉均热温度为1030～1100℃，均热温度低于1030℃时，Ni、Cu等难溶元素无法溶解在奥氏体中，导致钢轧制时在晶界处偏析，钢脆性较大，很可能发生堆钢；均热温度高于1100℃，奥氏体晶粒开始变粗大，同时脱碳倾向大大增加。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为890～960℃；控制开轧温度为890～960℃，开轧温度低于890℃时，对轧钢设备负荷较大，轧制困难；开轧温度高于960℃，轧制过程温降较大，易形成异常组织，影响冷镦钢性能。
b、减定径阶段，减定径温度为770～810℃；控制减定径温度为770～810℃，减定径温度低于770℃时，在进入保温段前即进入相变阶段，在空气中可能形成马氏体组织；减定径温度高于810℃时，可能导致后道吐丝温度提高，在进入保温罩前尚未达到相变温度，难以在斯太尔摩线上完成全部相变，导致异常组织的产生，影响冷镦钢性能。
c、吐丝阶段，吐丝温度为780～820℃；控制吐丝温度为780～820℃，吐丝温度低于780℃时，在进入保温罩前即进入相变阶段；吐丝温度高于820℃时，在进入保温罩前尚未达到相变温度，难以在斯太尔摩线上完成全部相变，导致异常组织的产生，影响冷镦钢性能；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。得到珠光体+铁素体+少量贝氏体的理想组织，保温罩非全关，则难以保证冷速，易产生大量马氏体和贝氏体组织，影响冷镦钢的力学性能。
对紧固件用高耐候冷镦钢的性能进行检测的方法如下：
组织：从盘条上取长度为15mm试样，对横截面进行抛光，采用4％硝酸酒精进行腐蚀，根据GB/T 13298《金属显微组织检验方法》进行组织评定；通过组织可判断盘条在加工紧固件时是否具备优良的拉拔和冷镦等使用性能。
冷镦：盘条取按下列要求进行冷顶锻：X＝h1/h＝1/3；(式中：h为冷顶锻前试样高度(两倍盘条直径)；h1为冷顶锻后试样的高度。)经冷顶锻试验后，试样表面不得出现肉眼可见裂口、裂缝、裂纹和发纹缺陷。每个编号进行30组冷镦试验，统计开裂率。通过冷镦开裂率可判断加工紧固件时的冷镦性能。
热处理后拉伸性能：盘条采用以下淬回火热处理工艺：870℃淬火，油冷，540℃回火，空冷。热处理后矫直，进行拉伸试验，测试抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，断后伸长率A，面缩率Z，屈强比等值。通过热处理后拉伸性能判断钢是否达到10.9级要求。
100h周浸试验失重率：在方坯上取样并进行淬回火热处理(热处理工艺同上)，按TB/T2375-1993《铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法》进行试样加工，完成100h周浸试验，并计算腐蚀失重率，每个编号10组，计算平均值。通过周浸试验可判断钢的耐候性能，100h周浸试验失重率≤0.5m2·h时判定为高耐候性，0.5m2·h＜失重率≤1.2m2·h判定为一般耐候性能，失重率＞1.2m2·h判定为无耐候性能。其中腐蚀失重率(W)按下式进行计算：
Figure GDA0002771628300000081
式中：W——失重率，g/(m2·h)；G0——试样原始重量，g；G1——试样试后重量，g；a——试样长度，mm；b——试样宽度，mm；c——试样厚度，mm；t——试验时间，h。
实施例1
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例1所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1040℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为891℃；
b、减定径阶段，减定径温度为775℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为782℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为6.5mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例2
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例2所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、VD真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1045℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为899℃；
b、减定径阶段，减定径温度为789℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为789℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为20mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例3
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例3所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1033℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为958℃；
b、减定径阶段，减定径温度为788℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为802℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为8mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例4
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例4所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、VD真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1058℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为950℃；
b、减定径阶段，减定径温度为792℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为819℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为16mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例5
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例5所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为150mm×150mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1093℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为941℃；
b、减定径阶段，减定径温度为801℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为814℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为25mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例6
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例6所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、VD真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为150mm×150mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1047℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为933℃；
b、减定径阶段，减定径温度为804℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为793℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为22mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例7
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例7所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1041℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为936℃；
b、减定径阶段，减定径温度为809℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为798℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为25mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例8
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例8所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、VD真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1056℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为941℃；
b、减定径阶段，减定径温度为800℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为812℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为20mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例9
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例9所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1030℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为890℃；
b、减定径阶段，减定径温度为770℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为780℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为6.5mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例10
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例1所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1100℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为960℃；
b、减定径阶段，减定径温度为810℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为820℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为6.5mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
实施例11
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中实施例1所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1050℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为931℃；
b、减定径阶段，减定径温度为800℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为808℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为6.5mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
对比例1
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例1所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1041℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为981℃；
b、减定径阶段，减定径温度为872℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为882℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为18mm，得到的金相组织为马氏体+贝氏体+铁素体。
对比例2
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例2所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1051℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为965℃；
b、减定径阶段，减定径温度为903℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为904℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为18mm，得到的金相组织为贝氏体+铁素体。
对比例3
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例3所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为150mm×150mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1062℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为903℃；
b、减定径阶段，减定径温度为801℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为811℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全开。
本实施例得到的盘条尺寸为16mm，得到的金相组织为马氏体+贝氏体+铁素体。
对比例4
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例4所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1037℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为925℃；
b、减定径阶段，减定径温度为805℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为805℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全一半。
本实施例得到的盘条尺寸为14.5mm，得到的金相组织为贝氏体+珠光体+铁素体。
对比例5
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例5所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1080℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为921℃；
b、减定径阶段，减定径温度为797℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为806℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为25mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
对比例6
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例6所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、电炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为150mm×150mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1036℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为910℃；
b、减定径阶段，减定径温度为794℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为798℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为8mm，得到的金相组织为铁素体+珠光体。
对比例7
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例7所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1045℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为904℃；
b、减定径阶段，减定径温度为801℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为795℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为10mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
对比例8
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例8所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为250mm×250mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1044℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为916℃；
b、减定径阶段，减定径温度为810℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为786℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为24mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
对比例9
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量如表1中对比例9所示。
本实施例的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法在本实施例成分的基础上包括以下步骤：
S1、转炉冶炼；冶炼过程中，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作，避免下渣。
S2、LF炉精炼；LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
S3、RH真空脱气；脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm，避免螺栓出现氢脆现象。
S4、方坯连铸；中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N，连铸方坯尺寸为220mm×220mm
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；加热炉均热温度为1042℃。
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为910℃；
b、减定径阶段，减定径温度为803℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为788℃；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品；按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
本实施例得到的盘条尺寸为24mm，得到的金相组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体。
对上述实施例和对比例进行耐候指数I和α值的计算结果如表2所示：
表2各实施例和对比例成分计算所得耐候指数I以及α值
I值 α值
实施例1 7.51 0.09
实施例2 7.51 0.09
实施例3 7.18 -0.12
实施例4 7.18 -0.12
实施例5 7.18 -0.01
实施例6 7.18 -0.01
实施例7 7.52 -0.03
实施例8 7.52 -0.03
实施例9 7.43 0.09
实施例10 7.19 -0.11
实施例11 7.57 -0.03
对比例1 7.51 0.09
对比例2 7.18 -0.12
对比例3 7.18 -0.01
对比例4 7.52 -0.03
对比例5 1.70 -0.01
对比例6 7.18 -0.19
对比例7 1.80 -0.09
对比例8 6.88 0.00
对比例9 7.23 0.16
上述实施例和对比例进行性能检测的结果如表3
表3各实施例和对比例的性能检测结果
Figure GDA0002771628300000221
上述实施例和对比例中：
实施例1～实施例11的冷镦钢化学成分组成、生产方法及相应的工艺参数均为适宜，其化学成分保证了耐候指数I≥7.0，钢具有10.9级及以上的强度级别，同时具有高耐候性能，其生产方法也通过保证盘条组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体，从而实现了下游紧固件加工时优良的使用性能如冷镦性能，同时可简化退火，节约成本。
对比例1～对比例4的冷镦钢化学成分适宜，且成分满足耐候指数I≥7.0的要求，但生产过程中，对于加热温度、轧制温度或保温罩的使用不当，造成冷镦钢性能的缺陷，对比例1由于加热温度过高，线材表面产生全脱碳，导致盘条表面强度较低，横断面强度分布不均匀，材料的强韧性下降，同时组织存在马贝组织，冷镦容易开裂。对比例2～对比例4为轧制温度较高或者罩盖未全关导致冷却速度过快，盘条显微组织存在大量的贝氏体和马氏体，同时组织粗化，镦制标准件时开裂率高，且用户在退火保温时间显著增加，至使用户加工成本显著增加。
对比例5和对比例7均为对冷镦钢的化学成分控制不当同时耐候指数I过低的实例，虽然通过加入适量的C、Mn、Cr、V或Mo等强化元素，使得钢的强度级别达到了10.9级，但是在周浸试验中，同比腐蚀失重率高，基本不具备耐候性能。
对比例6为耐候指数I到达要求但化学成分不当的实例，其强度级别较低，无法满足10.9级要求，同时未添加RE元素，脆性夹杂物较多，导致冷镦性能偏差。
对比例8为化学成分均在要求范围内，但配比不当导致耐候指数I偏低的例子，其腐蚀失重率较高，耐候性能一般。
对比例9为化学成分均在要求范围内，但配比不当导致α值偏高的例子，奥氏体晶粒变粗，同时析出碳化物不足，导致钢的延展性变差，不符合10.9级钢的塑性指标要求。

Claims (9)

1.一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢，其特征在于，所述10.9级紧固件用高耐候冷镦钢其主要化学成份组成及质量百分比含量为：C：0.33％～0.43％、Si：0.20％～0.50％、Mn：0.35％～0.55％、Cr：0.60％～1.00％、Ni：0.51％～0.80％、Cu：0.20％～0.40％、V：0.01％～0.10％、Alt：0.015％～0.040％、RE：0.01％～0.10％、P：0.010％～0.030％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述化学成分满足以下耐候性计算关系式：
26.01(％Cu)+3.88(％Ni)+1.20(％Cr)+1.49(％Si)+17.28(％P)-7.29(％Cu)(％Ni)-9.10(％Ni)(％P)-33.39(％Cu)2)≥7.0。
2.一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、转炉或电炉冶炼；
S2、LF炉精炼；
S3、RH或VD真空脱气；
S4、方坯连铸；
S5、铸坯热装，将铸坯置于加热炉中加热；
S6、高速线材低温轧制，制成盘条；
S7、将盘条按照斯太尔摩冷却线缓慢冷却，成为盘条成品。
3.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S1中，电炉或转炉冶炼时，出钢前定氧，出钢过程中留钢操作。
4.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S2中，LF炉精炼过程中，将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、RE、P等元素调至目标值。
5.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S3中，脱气时间≥15分钟，真空处理后[H]含量≤1.5ppm。
6.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S4中，中间包钢水温度控制在液相线以上10～40℃，采用保护浇铸，控制Alt含量，同时防止增N。
7.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S5中，加热炉均热温度为1030～1100℃。
8.根据权利要求2所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S6中，高速线材低温轧制包括：
a、开始轧制阶段，轧制温度为890～960℃；
b、减定径阶段，减定径温度为770～810℃；
c、吐丝阶段，吐丝温度为780～820℃。
9.根据权利要求3-8任一项所述的一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢的生产方法，其特征在于，所述步骤S7中，按照斯太尔摩冷却线进行缓慢冷却时，将盘条置于保温罩中进行保温，保温罩全关，控制盘条相变冷速在1℃/s以内。
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