CN113913684A - 一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 - Google Patents
一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113913684A CN113913684A CN202111018092.2A CN202111018092A CN113913684A CN 113913684 A CN113913684 A CN 113913684A CN 202111018092 A CN202111018092 A CN 202111018092A CN 113913684 A CN113913684 A CN 113913684A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percent
- iron
- delayed fracture
- intermediate alloy
- bolt material
- 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
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 142
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 24
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 30
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 30
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 28
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 19
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 16
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 16
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical group B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- PFZCZKYOFNEBAM-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Sr] Chemical compound [Fe].[Sr] PFZCZKYOFNEBAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N boron;iron Chemical compound [Fe]#B ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N iron molybdenum Chemical compound [Fe].[Fe].[Mo] DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JBMXIYCPCPWTEC-UHFFFAOYSA-N iron scandium Chemical compound [Sc].[Fe].[Fe] JBMXIYCPCPWTEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RNRAZTYOQURAEF-UHFFFAOYSA-N iron tantalum Chemical compound [Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Ta].[Ta].[Ta] RNRAZTYOQURAEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- NNIPDXPTJYIMKW-UHFFFAOYSA-N iron tin Chemical compound [Fe].[Sn] NNIPDXPTJYIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MTRJKZUDDJZTLA-UHFFFAOYSA-N iron yttrium Chemical compound [Fe].[Y] MTRJKZUDDJZTLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N iron zirconium Chemical compound [Fe].[Zr].[Zr] HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 229910000712 Boron steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
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
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
-
- 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
-
- 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
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- 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
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- 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
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- 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
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- 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
- C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
-
- 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
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- 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
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- 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
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.03‑0.06%、Si 0.6‑0.9%、Mn 1.2‑2.0%、Y 0.03‑0.1%、Zr 2‑4%、Sn 0.3‑0.6%、Ta 0.1‑0.4%、B 0.003‑0.006%、Mo 2‑3%、Ga 0.01‑0.03%、Sr 0.005‑0.01%、Sc 0.02‑0.05%、Ni 8‑10%、N 0.004‑0.01％、稀土元素0.002‑0.004%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.01‑0.03%，余量为Fe。本发明公开的耐延迟断裂合金螺栓材料强度高，耐延迟断裂性能好，硬度足，加工性能佳，生产成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及合金螺栓的制造技术领域，尤其涉及一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺。
背景技术
紧固件在机械构件中起到联接、定位和密封等作用，其中螺栓用量最大。螺栓作为一种应用非常广泛的配件，从航空航天到日常生活都离不开。随着制造业技术的发展，对螺栓的质量可靠性和稳定性要求进一步提高，同时，对螺栓材料的强度、延迟断裂性能等都提出了更高的要求。
现有的螺栓往往存在强度和耐延迟断裂性能不均衡的问题，随着螺栓强度的提高，特别是当抗拉强度超过1200MPa时，延迟断裂就变得十分突出，这是螺栓高强度化时遇到的一个最主要问题。高强度螺栓属于缺口零件，具有很好的缺口敏感性，容易在缺口应力集中的部位产生延迟断裂，因而其使用范围受到了限制。除此之外，市面上的螺栓还或多或少存在着硬度、加工性能有待进一步改善，生产成本较高的缺陷。
为了解决上述问题，申请号为201380015695.4的中国专利文献报道了一种加硼高强度螺栓用钢，即使为1100MPa以上的抗拉强度，耐延迟断裂性仍优异，然而该硼钢的抗回火软化的能力比低合金结构钢低，其回火温度要低50-100℃，因此以该材料制成的螺栓的延迟断裂敏感性相对较大，同时该材料并不能满足1400Mpa以上抗拉强度的使用，其局限性较大。
因此，开发一种强度高，耐延迟断裂性能好，硬度足，加工性能佳，生产成本低廉的耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进高性能螺栓领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种强度高，耐延迟断裂性能好，硬度足，加工性能佳，生产成本低廉的耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺。该生产方法简单易行，耗能低，设备投资小，生产效率和成品合格率高，适合连续规模化生产。
为达到以上目的，本发明提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.03-0.06%、Si 0.6-0.9%、Mn 1.2-2.0%、Y 0.03-0.1%、Zr 2-4%、Sn 0.3-0.6%、Ta 0.1-0.4%、B 0.003-0.006%、Mo 2-3%、Ga 0.01-0.03%、Sr0.005-0.01%、Sc 0.02-0.05%、Ni 8-10%、N 0.004-0.01％、稀土元素0.002-0.004%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.01-0.03%，余量为Fe。
优选的，所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:(2-4):(1-3)。
优选的，所述硼化钛为二硼化钛，粒径为100-300目。
本发明的第二个目的，在于提供一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
优选的，所述一定温度为950-1100℃。
优选的，所述保温时间为2-5h。
优选的，所述锻造的终锻温度为850-1050℃。
优选的，所述热处理包括正火、淬火和回火处理。
优选的，所述正火温度 500-660℃，保温时间为25-35分钟；冷却方式为空冷。
优选的，所述淬火处理为分级淬火，加热至900-960℃后保温30-40min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到400-490℃，保温35-45min，保温结束后取出空冷。
优选的，所述回火温度为300-380℃，保温时间1-2小时。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，采用传统设备即可实现，操作简单易行，耗能低，设备投资小，生产效率和成品合格率高，适合连续规模化生产。
（2）本发明公开的耐延迟断裂合金螺栓材料，由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.03-0.06%、Si 0.6-0.9%、Mn 1.2-2.0%、Y 0.03-0.1%、Zr 2-4%、Sn 0.3-0.6%、Ta 0.1-0.4%、B 0.003-0.006%、Mo 2-3%、Ga 0.01-0.03%、Sr 0.005-0.01%、Sc 0.02-0.05%、Ni 8-10%、N 0.004-0.01％、稀土元素0.002-0.004%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.01-0.03%，余量为Fe；各化学成分和配比相互配合，共同作用，使得制成的螺栓材料强度高，耐延迟断裂性能好，硬度足，加工性能佳，生产成本低廉；能有效延长材料的使用寿命。
（3）本发明公开的耐延迟断裂合金螺栓材料，生产工艺中的所述热处理包括正火、淬火和回火处理；结合了三种热处理工艺的优势，使得制成的螺栓材料具有较高的耐延迟断裂性能、强度和耐腐蚀能力；提高材料表面的光洁度。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.03%、Si 0.6%、Mn 1.2%、Y 0.03%、Zr 2%、Sn 0.3%、Ta 0.1%、B 0.003%、Mo2%、Ga 0.01%、Sr 0.005%、Sc 0.02%、Ni 8%、N 0.004％、稀土元素0.002%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.01%，余量为Fe。
所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:2:1；所述硼化钛为二硼化钛，粒径为100目。
一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
所述一定温度为950℃；所述保温时间为2h；所述锻造的终锻温度为850℃。
所述热处理包括正火、淬火和回火处理；所述正火温度 500℃，保温时间为25分钟；冷却方式为空冷；所述淬火处理为分级淬火，加热至900℃后保温30min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到400℃，保温35min，保温结束后取出空冷；所述回火温度为300℃，保温时间1小时。
实施例2
一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.04%、Si 0.7%、Mn 1.4%、Y 0.05%、Zr 2.5%、Sn 0.4%、Ta 0.2%、B 0.004%、Mo2.3%、Ga 0.015%、Sr 0.007%、Sc 0.03%、Ni 8.5%、N 0.006％、稀土元素0.0025%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.015%，余量为Fe。
所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:2.5:1.5；所述硼化钛为二硼化钛，粒径为150目。
一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
所述一定温度为1000℃；所述保温时间为3h；所述锻造的终锻温度为900℃。
所述热处理包括正火、淬火和回火处理；所述正火温度 540℃，保温时间为27分钟；冷却方式为空冷；所述淬火处理为分级淬火，加热至920℃后保温32min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到420℃，保温37min，保温结束后取出空冷；所述回火温度为330℃，保温时间1.2小时。
实施例3
一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.045%、Si 0.75%、Mn 1.7%、Y 0.07%、Zr 3%、Sn 0.45%、Ta 0.25%、B 0.0045%、Mo 2.5%、Ga 0.02%、Sr 0.008%、Sc 0.035%、Ni 9%、N 0.007％、稀土元素0.003%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.02%，余量为Fe。
所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:3:2；所述硼化钛为二硼化钛，粒径为200目。
一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
所述一定温度为1020℃；所述保温时间为3.5h；所述锻造的终锻温度为950℃。
所述热处理包括正火、淬火和回火处理；所述正火温度 620℃，保温时间为30分钟；冷却方式为空冷；所述淬火处理为分级淬火，加热至940℃后保温35min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到460℃，保温40min，保温结束后取出空冷；所述回火温度为360℃，保温时间1.5小时。
实施例4
一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.055%、Si 0.85%、Mn 1.8%、Y 0.09%、Zr 3.5%、Sn 0.55%、Ta 0.35%、B0.005%、Mo 2.9%、Ga 0.025%、Sr 0.008%、Sc 0.045%、Ni 9.5%、N 0.009％、稀土元素0.0035%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.028%，余量为Fe。
所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:3.5:2.8；所述硼化钛为二硼化钛，粒径为280目。
一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
所述一定温度为1070℃；所述保温时间为4.5h；所述锻造的终锻温度为1040℃。
所述热处理包括正火、淬火和回火处理；所述正火温度 650℃，保温时间为33分钟；冷却方式为空冷；所述淬火处理为分级淬火，加热至950℃后保温38min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到470℃，保温43min，保温结束后取出空冷；所述回火温度为370℃，保温时间1.8小时。
实施例5
一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.06%、Si 0.9%、Mn 2.0%、Y 0.1%、Zr 4%、Sn 0.6%、Ta 0.4%、B 0.006%、Mo 3%、Ga 0.03%、Sr 0.01%、Sc 0.05%、Ni 10%、N 0.01％、稀土元素0.004%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.03%，余量为Fe。
所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:4:3；所述硼化钛为二硼化钛，粒径为300目。
一种所述耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
所述一定温度为1100℃；所述保温时间为5h；所述锻造的终锻温度为1050℃。
所述热处理包括正火、淬火和回火处理；所述正火温度660℃，保温时间为35分钟；冷却方式为空冷；所述淬火处理为分级淬火，加热至960℃后保温40min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到490℃，保温45min，保温结束后取出空冷；所述回火温度为380℃，保温时间2小时。
对比例1
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：化学成分不包括Y和Zr。
对比例2
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：化学成分不包括Sn和Ta。
对比例3
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：化学成分不包括Ga和Sr。
对比例4
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：化学成分不包括Sc和稀土元素。
对比例5
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：化学成分不包括硼化钛。
对比例6
本例提供一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是：热处理不包括正火。
为了进一步说明本发明实施例中所涉及的耐延迟断裂合金螺栓材料的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-6所述的耐延迟断裂合金螺栓材料按照相应国标进行性能测试，测试结果见表1。具体测试方法如下：根据国家标准GB/T 228-2002以及GB/T 3098 .1-2000测试样品的拉伸性能；在TH300型洛氏硬度计上测量样品的洛氏硬度值，取三个点测试硬度值，取其平均值；以恒载荷缺口拉伸试验(CLT)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)两种方法分别在恒载荷缺口拉伸试验机和慢应变速率拉伸试验机上测试了样品的延迟断裂性能，氢脆敏感性指数值越低，材料的耐延迟断裂性能越好。
从表1可见，本发明实施例公开的耐延迟断裂合金螺栓材料，与对比例产品相比，具有更优异的强度、硬度和延长断裂性能，这是各成分协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，是由如下按重量百分比计的各化学成分制成：C 0.03-0.06%、Si 0.6-0.9%、Mn 1.2-2.0%、Y 0.03-0.1%、Zr 2-4%、Sn 0.3-0.6%、Ta 0.1-0.4%、B 0.003-0.006%、Mo 2-3%、Ga 0.01-0.03%、Sr 0.005-0.01%、Sc 0.02-0.05%、Ni 8-10%、N 0.004-0.01％、稀土元素0.002-0.004%、S≤0.001%、F≤0.001%、P≤0.01%、硼化钛0.01-0.03%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，所述稀土元素为Gd、Pr、Ce按质量比1:(2-4):(1-3)。
3.根据权利要求1所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料，其特征在于，所述硼化钛为二硼化钛，粒径为100-300目。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将原料铁、铁碳中间合金、铁硅中间合金、铁锰中间合金、铁钇中间合金、铁锆中间合金、铁锡中间合金、铁钽中间合金、铁硼中间合金、铁钼中间合金、铁镓中间合金、铁钪中间合金、铁锶中间合金、铁镍中间合金、氮、稀土元素、二硼化钛、S、P和F在真空感应炉中冶炼，浇注得到钢锭；接着将所述钢锭加热至一定温度后，依次经过保温、锻造、热处理，得到耐延迟断裂合金螺栓材料。
5.根据权利要求4所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述一定温度为950-1100℃。
6.根据权利要求4所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述保温时间为2-5h；所述锻造的终锻温度为850-1050℃。
7.根据权利要求4所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述热处理包括正火、淬火和回火处理。
8.根据权利要求7所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述正火温度 500-660℃，保温时间为25-35分钟；冷却方式为空冷。
9.根据权利要求7所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述淬火处理为分级淬火，加热至900-960℃后保温30-40min，之后油淬，待冷至室温后重新加入到400-490℃，保温35-45min，保温结束后取出空冷。
10.根据权利要求7所述的一种耐延迟断裂合金螺栓材料的生产工艺，其特征在于，所述回火温度为300-380℃，保温时间1-2小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111018092.2A CN113913684A (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111018092.2A CN113913684A (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113913684A true CN113913684A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79233526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111018092.2A Pending CN113913684A (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113913684A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114875307A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-09 | 宁波金鼎紧固件有限公司 | 一种高强耐腐蚀螺栓材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101624678A (zh) * | 2009-08-14 | 2010-01-13 | 江苏新亚特钢锻造有限公司 | 髙韧性硼化物耐磨金属材料及其制造工艺 |
| JP2011098437A (ja) * | 2009-05-22 | 2011-05-19 | Nippon Steel Corp | 切削工具寿命に優れた機械構造用鋼の切削方法 |
-
2021
- 2021-09-01 CN CN202111018092.2A patent/CN113913684A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011098437A (ja) * | 2009-05-22 | 2011-05-19 | Nippon Steel Corp | 切削工具寿命に優れた機械構造用鋼の切削方法 |
| CN102209798A (zh) * | 2009-05-22 | 2011-10-05 | 新日本制铁株式会社 | 切削工具寿命优良的机械结构用钢及其切削方法 |
| CN101624678A (zh) * | 2009-08-14 | 2010-01-13 | 江苏新亚特钢锻造有限公司 | 髙韧性硼化物耐磨金属材料及其制造工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周顺深: "《低合金耐热钢》", 31 August 1976 * |
| 陈百金编译: "《热处理计算》", 31 January 1978 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114875307A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-09 | 宁波金鼎紧固件有限公司 | 一种高强耐腐蚀螺栓材料及其制备方法 |
| CN114875307B (zh) * | 2022-04-02 | 2022-11-15 | 宁波金鼎紧固件有限公司 | 一种高强耐腐蚀螺栓材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113174509B (zh) | 一种高强度铍铜合金棒及其制备工艺 | |
| CN106967897B (zh) | 一种低成本、高性能钛合金 | |
| CN108754303A (zh) | 一种耐大气腐蚀及耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢 | |
| CN113913684A (zh) | 一种耐延迟断裂合金螺栓材料及其生产工艺 | |
| CN111349815A (zh) | 一种Ti-1300Z新型高强高韧钛合金及其制备方法 | |
| CN108193144B (zh) | 一种高弹性模量的高强弹簧丝及其制备方法 | |
| CN115747655A (zh) | 一种紧固件用高强度材料及其制备方法 | |
| CN109811212B (zh) | 一种高性能铝合金及其制备方法 | |
| CN117165809A (zh) | 一种钛铜合金管材及其制备方法 | |
| CN112760565B (zh) | 一种蜂鸣器用Fe-Ni-Mo合金及其制备方法 | |
| CN113151711A (zh) | 一种新型低成本高强高塑性钛合金 | |
| CN115287542B (zh) | 一种具有均匀纳米孪晶分布的高强度低磁钢及其制备方法 | |
| CN103667931A (zh) | 一种含铝及稀土的抗氧化铁素体不锈钢 | |
| CN115011856A (zh) | 一种低膨胀高温合金及其制备方法 | |
| CN114293062A (zh) | 一种弹性元器件用高强导电抗软化Cu-Ti合金及其制备方法 | |
| CN114717497A (zh) | 一种钛合金制件的焊接工艺 | |
| CN111235491B (zh) | 一种高强度高塑性的形状记忆钢及其制备方法 | |
| CN109321845B (zh) | 一种符合食品级检测标准的铁素体不锈钢及其制备方法 | |
| CN112695241A (zh) | 12.9级抗延迟断裂耐候螺栓钢及制备方法 | |
| CN105154717A (zh) | 一种耐腐蚀铝合金 | |
| CN111705273A (zh) | 一种高强弹簧箔带材及其制备方法 | |
| CN111172472A (zh) | 一种装饰用耐蚀低碳高氮不锈钢及其生产方法 | |
| CN111041387A (zh) | 一种多元铁基形状记忆合金及其制备方法 | |
| CN109852876B (zh) | 一种高硬度高韧性磨球材料的制备方法 | |
| CN1399002A (zh) | 形变诱导时效型铁基形状记忆合金及其制备方法 |
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 |