CN113881895A - 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法 - Google Patents

一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113881895A
CN113881895A CN202111089001.4A CN202111089001A CN113881895A CN 113881895 A CN113881895 A CN 113881895A CN 202111089001 A CN202111089001 A CN 202111089001A CN 113881895 A CN113881895 A CN 113881895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
cooling
steel
slow cooling
ultrahigh
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111089001.4A
Other languages
English (en)
Inventor
余刚
迟云广
周国子
陈立
郑健
黄振华
罗卫国
杨瑞文
肖冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202111089001.4A priority Critical patent/CN113881895A/zh
Publication of CN113881895A publication Critical patent/CN113881895A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.38~0.42，Si=0.17~0.25，Mn=0.60~0.70，P≤0.010，S≤0.005，Cr=0.95~1.05，Mo=0.55~0.62，V=0.28~0.34，Al=0.010~0.020，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤按转炉—LF+VD精炼—连铸—修磨—轧制工艺流程进行。根据合金元素对材料性能、微观组织的影响，结合现有设备和工艺条件，采用低比水量高拉速、铸坯高温入坑缓冷、低温轧制、延迟冷却开发出了超高强度耐延迟断裂螺栓用钢，生产出满足要求的超高强度螺栓用钢，盘条满足后续加工工艺，并具加工性能良好的特点；加工后的产品性能稳定，耐延迟断裂性能良好。

Description

一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法。
背景技术
螺栓用钢广泛用于汽车、高层建筑、桥梁、高铁、航空等现代化重要工程。随着节能、环保意识逐渐被人们认同，汽车的高性能化和轻量化、建筑结构的高层化以及大桥的超长化，螺栓用钢也随之向更高强度方向发展，这就对原料提出了更高级别强度的要求。在此背景下，开发超高强度级别螺栓用钢盘条具有重要意义，有较好的市场开发前景。
普通螺栓用盘条调质后抗拉强度一般在880MPa以下，但有些高要求的盘条需要调质后抗拉强度大于1400MPa，所以在成分设计、工艺研究上需要综合考虑。
1400MPa以上超高强度螺栓用盘条面临的主要问题，在强度提升的同时，螺栓延迟断裂现象明显增加，因此耐延迟断裂是超高强度螺栓的重要研究课题。
发明内容
本发明旨在提供一种耐延迟断裂超高强度螺栓用钢的制造方法，轧制采用低温轧制+延迟冷却控制盘条组织、性能，生产的盘条调质后抗拉强度大于1400MPa，盘条经过后续加工成型为螺栓，再调质处理达到14.9级超高强度螺栓。
发明的技术方案：
一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.38~0.42，Si=0.17~0.25，Mn=0.60~0.70，P≤0.010，S≤0.005，Cr=0.95~1.05，Mo=0.55~0.62，V=0.28~0.34，Al=0.010~0.020，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤包括：
（1）冶炼：LF碱度控制在6.0~8.0，进VD抽真空到67Pa以下保真空时间15min后软吹20min上台浇铸，出站定氢≤1.5ppm，定氧≤5.0ppm；
（2）连铸：采用弱冷，比水量为0.8L/kg，通过坯温检测来微调各区配水，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1050~1100℃，铸坯尺寸为150*150*mm*12.0m；
（3）铸坯缓冷：采用高温入坑缓冷方式，确保入坑温度在600℃以上，缓冷24小时以上；
（4）铸坯修磨：钢坯采用表面全修磨处理，单边修磨深度≥1mm；
（5）轧制及控制冷却：控制轧制，铸坯加热时间在100~130分钟，出炉温度1070~1100℃，进减定径温度820±10℃，吐丝温度780℃±10℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度600℃以下；
（6）缓冷：集卷后盘条在C形钩上进入缓冷区缓冷，温度从550℃缓冷到300℃以下出缓冷区，得到原始盘条无对拉拔有害的组织。
本发明的有益效果：（1）采用科学的成分设计，低的磷、硫含量，减少晶界偏析，防止晶界脆化；加入Al、V元素，细化晶粒，提高强度的同时，还可以改善韧性；加入Mo元素，提高回火温度使碳化物球化，避开晶界脆化的回火温度区域，同时提高抗腐蚀性能；（2）在精炼时通过VD炉真空处理脱氢，使钢中氢≤1.5ppm，采用弱冷，自创钢坯温控制技术，铸坯高温入坑缓冷，进一步降低钢中的氢含量和均匀钢中氢分布；（3）采用低温轧制、斯太尔摩控轧控冷及缓冷等一系列轧制新技术，突破高线控冷工艺极限，充分发挥设备优势，生产组织为贝氏体+少量珠光体为基体，生产的盘条调质后抗拉强度大于1400MPa，盘条经过后续加工成型为螺栓，再调质处理达到14.9级超高强度螺栓。
附图说明
图1本发明实施例1的盘条的金相图。
具体实施方式
实施例1
超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，按转炉—LF+VD精炼—连铸—修磨—轧制工艺流程进行生产。钢的成品化学成分见表1，其余为Fe和不可避免的杂质。关键工艺步骤：
（1）冶炼：LF炉精炼渣终渣碱度为6.5；VD保真空15分钟，破空后软吹21分钟，出站定氢1.32ppm，定氧3.8ppm；
（2）连铸：二冷比水量0.8L/KG，中包过热度26℃，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1060~1090℃，微调二冷配水；
（3）铸坯坯入缓冷坑温度620℃，堆冷30小时；
（4）钢坯采用全修磨，单边修磨深度1.0mm；
（5）铸坯加热时间110分钟，出炉温度1080℃左右，进减定径温度830℃，吐丝温度790℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度580℃；
（6）集卷后缓冷，进缓冷温度530℃，出缓冷区温度280℃。
实施例2
超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，按转炉—LF+VD精炼—连铸—修磨—轧制等工艺流程进行生产。冶炼得到螺栓用钢的成品化学成分见表1，其余为Fe和不可避免的杂质。生产工艺步骤：
（1）LF炉精炼渣终渣碱度为7.0；VD保真空15分钟，VD软吹20分钟，出站定氢1.28ppm，定氧4.2ppm；
（2）连铸二冷比水量0.8L/KG，中包过热度28℃，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1050~1080℃，微调二冷配水；
（3）铸坯坯入缓冷坑温度640℃，堆冷36小时；
（4）采用钢坯全修磨，单边修磨深度1.2mm；
（5）铸坯加热时间115分钟，出炉温度1080℃左右，进减定径温度825℃，吐丝温度780℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度578℃；
（6）集卷后缓冷，进缓冷温度550℃，出缓冷区温度284℃。
实施例3
超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，按转炉—LF+VD精炼—连铸—修磨—轧制等工艺流程进行生产。冶炼得到螺栓用钢的成品化学成分见表1，其余为Fe和不可避免的杂质；生产工艺步骤：
（1）LF炉精炼渣终渣碱度为7.1；VD保真空15分钟，VD软吹23分钟，出站定氢1.17ppm，定氧3.2ppm；
（2）连铸二冷比水量0.8L/KG，中包过热度26℃，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1056~1084℃，微调二冷配水；
（3）铸坯坯入缓冷坑温度635℃，堆冷32小时；
（4）采用钢坯全修磨，单边修磨深度1.2mm；
（5）铸坯加热时间108分钟，出炉温度1075℃左右，进减定径温度816℃，吐丝温度777℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度588℃；
（6）集卷后缓冷，进缓冷温度548℃，出缓冷区温度292℃。
各实施例盘条金相组织及力学性能检测见表2。
表1 实施例化学组成质量百分组成（%）
Figure 988838DEST_PATH_IMAGE001
。
表2 实施例盘条金相组织结果
Figure 565313DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (1)

1.一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为C=0.38~0.42，Si=0.17~0.25，Mn=0.60~0.70，P≤0.010，S≤0.005，Cr=0.95~1.05，Mo=0.55~0.62，V=0.28~0.34，Al=0.010~0.020，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤包括：
（1）冶炼：LF碱度控制在6.0~8.0，进VD抽真空到67Pa以下保真空时间15min后软吹20min上台浇铸，出站定氢≤1.5ppm，定氧≤5.0ppm；
（2）连铸：采用弱冷，比水量为0.8L/kg，通过坯温检测来微调各区配水，监控铸坯内弧面中心点进拉矫机温度1050~1100℃，铸坯尺寸为150*150*mm*12.0m；
（3）铸坯缓冷：采用高温入坑缓冷方式，确保入坑温度在600℃以上，缓冷24小时以上；
（4）铸坯修磨：钢坯采用表面全修磨处理；
（5）轧制及控制冷却：控制轧制，铸坯加热时间在100~130分钟，出炉温度1070~1100℃，进减定径温度820±10℃，吐丝温度780℃±10℃，轧后采用延迟冷却，集卷温度600℃以下；
（6）缓冷：集卷后盘条在C形钩上进入缓冷区缓冷，温度从550℃缓冷到300℃以下出缓冷区，得到原始盘条无对拉拔有害的组织。
CN202111089001.4A 2021-09-16 2021-09-16 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法 Pending CN113881895A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111089001.4A CN113881895A (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111089001.4A CN113881895A (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113881895A true CN113881895A (zh) 2022-01-04

Family

ID=79009289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111089001.4A Pending CN113881895A (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113881895A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114875295A (zh) * 2022-04-26 2022-08-09 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种风电螺栓用钢的生产方法
CN114875314A (zh) * 2022-04-26 2022-08-09 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高铝合金钢的生产方法
CN116287941A (zh) * 2023-03-25 2023-06-23 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高强度风电螺栓用钢的生产方法
CN116855837A (zh) * 2023-07-22 2023-10-10 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种中碳风电螺套用钢的生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104046903A (zh) * 2014-06-30 2014-09-17 宝山钢铁股份有限公司 13.9级和14.9级耐延迟断裂高强度紧固件用盘条及其制造方法
CN109023103A (zh) * 2018-09-25 2018-12-18 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种贝氏体冷镦钢盘条的生产方法
CN110423954A (zh) * 2019-08-13 2019-11-08 南京钢铁股份有限公司 1400MPa级耐延迟断裂高强度螺栓钢及制造方法
CN110468340A (zh) * 2019-08-13 2019-11-19 南京钢铁股份有限公司 一种14.9级高强度紧固件用钢盘条及其制备方法
CN110616361A (zh) * 2019-11-06 2019-12-27 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种免退火渗氮用钢的生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104046903A (zh) * 2014-06-30 2014-09-17 宝山钢铁股份有限公司 13.9级和14.9级耐延迟断裂高强度紧固件用盘条及其制造方法
CN109023103A (zh) * 2018-09-25 2018-12-18 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种贝氏体冷镦钢盘条的生产方法
CN110423954A (zh) * 2019-08-13 2019-11-08 南京钢铁股份有限公司 1400MPa级耐延迟断裂高强度螺栓钢及制造方法
CN110468340A (zh) * 2019-08-13 2019-11-19 南京钢铁股份有限公司 一种14.9级高强度紧固件用钢盘条及其制备方法
CN110616361A (zh) * 2019-11-06 2019-12-27 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种免退火渗氮用钢的生产方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114875295A (zh) * 2022-04-26 2022-08-09 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种风电螺栓用钢的生产方法
CN114875314A (zh) * 2022-04-26 2022-08-09 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高铝合金钢的生产方法
CN116287941A (zh) * 2023-03-25 2023-06-23 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高强度风电螺栓用钢的生产方法
CN116287941B (zh) * 2023-03-25 2024-01-12 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高强度风电螺栓用钢的生产方法
CN116855837A (zh) * 2023-07-22 2023-10-10 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种中碳风电螺套用钢的生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113881895A (zh) 一种超高强度耐延迟断裂螺栓用钢的生产方法
CN101768698B (zh) 一种低成本屈服强度700mpa级非调质处理高强钢板及其制造方法
CN107502817A (zh) 高晶粒度等级齿轮钢20CrMnTiH及其生产工艺
CN105925884A (zh) 一种高磁感、低铁损无取向硅钢片及其制造方法
CN102925806B (zh) 一种y55牌号易切削钢板及其制造方法
WO2022022040A1 (zh) 一种355MPa级别海洋工程用耐低温热轧H型钢及其制备方法
CN110423946A (zh) 一种低压缩比超高强钢q960e特厚板的生产方法
CN114875295B (zh) 一种风电螺栓用钢的生产方法
CN111378896A (zh) 一种高强度耐候型建筑桥梁用钢板及其制造方法
CN107746911A (zh) 一种锻造余热淬火钢的生产方法
CN110616361A (zh) 一种免退火渗氮用钢的生产方法
CN112359274A (zh) 一种高强度风电锚栓用圆钢及其制造方法
CN116287941B (zh) 一种高强度风电螺栓用钢的生产方法
CN108060349A (zh) 一种高强韧性桥梁结构钢Q550qFNH中厚板及其生产方法
WO2020038244A1 (zh) 一种80mm厚低成本FH420海工钢板及其制造方法
CN111575579A (zh) 一种q460gjez35建筑结构钢板及其生产方法
WO2015077934A1 (zh) 一种孪晶诱导塑性钢及其生产方法
CN114672723A (zh) 一种胀断连杆用46MnVS系列钢及其制造方法
CN115216698A (zh) 一种s690ql1级特厚高强度结构钢的生产方法
CN106399840A (zh) 低成本低屈强比调质型q690e钢板及生产方法
CN115181911A (zh) 特厚Q500qE桥梁钢板及其生产方法
CN113584390B (zh) 一种高强螺栓用圆钢及其制备方法
CN114480962A (zh) 一种620MPa级煤矿液压支架用钢及其制造方法
CN114480987A (zh) 一种含稀土的nm600耐磨钢板及其制备方法
CN112725696A (zh) 一种低碳低合金含硼结构钢的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication