CN114058956B - 一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法 - Google Patents

一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法，属于耐酸腐蚀钢筋生产技术领域。本发明包括以下重量百分比的化学成分：C:0.03％～0.07％、Si:0.15％～0.30％、Mn:0.20％～0.50％、Alt:0.020％～0.030％、La:0.006％～0.012％、Ce:0.006％～0.012％、Yb:0.005％～0.010％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。为了解决现有技术中存在的问题，本发明拟提供了一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法，通过特定的化学成分配比和生产方法，得到耐蚀性能优良的冷镦钢，适用于制作耐工业大气环境腐蚀的4.8级紧固件，且钢材制备成本较低。

Description

一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法
技术领域
本发明属于冷镦钢技术领域，更具体地说，涉及一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法。
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，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蚀性能的冷镦钢材料，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。
目前国内对于桥梁用板材、铁架用型材的耐蚀材料已经有较广泛的研究，但对于用于生产紧固件的耐候冷镦钢的研究工作还较少，对于作为连接件的耐候螺栓来说，除常规的力学性能外，还需要研究其耐蚀性能，以便适用于各种环境，因此，设计一款耐蚀性能优良，且生产成本较低的冷镦钢及其生产方法是行业内一直追求的目标。
经检索，有关冷镦钢的耐蚀性能的研究，已有大量专利文献公开，如中国专利申请号为：2017113334752，公开了一种1000MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.25％～0.55％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.40％～0.70％、Ni：0.15％～0.45％、Cu：0.20％～0.40％、Mo：0.15％～0.45％，其它为Fe和不可避免杂质元素。生产方法包括铁水预处理－转炉冶炼－LF炉精炼－连铸－连轧－钢坯清理－加热－轧制－精整；使用该方案所涉及冷镦钢盘条制造的1000MPa级耐候连接副各项性能均符合标准要求，加速腐蚀试验中腐蚀速率低于普通冷镦钢的1/3。
发明内容
1、要解决的问题
为了解决现有技术中存在的问题，本发明拟提供了一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法，通过特定的化学成分配比和生产方法，得到耐蚀性能优良的冷镦钢，适用于制作耐工业大气环境腐蚀的4.8级紧固件，且钢材制备成本较低。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢，包括以下重量百分比的化学成分：C:0.03％～0.07％、Si:0.15％～0.30％、Mn:0.20％～0.50％、Alt:0.020％～0.030％、La:0.006％～0.012％、Ce:0.006％～0.012％、Yb:0.005％～0.010％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
更进一步，所述4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I≥0.14，I值单位为wt％，且I＝0.3Si+4.6La+3.5Ce+3.9Yb。
更进一步，所述4.8级耐蚀冷镦钢的钢水流动性指数L≤0.032，L值单位为wt％，且L＝1.12La+1.22Ce+1.05Yb+13.3Ce*Yb。
本发明提供的4.8级耐蚀冷镦钢的成分控制如下：
C：C是钢中最基本有效的强化元素，但随着其含量增大，延展性降低。C含量应当控制在0.03％～0.07％范围内，进一步优选为C:0.04％～0.06％。
Si：Si是钢中强化的重要元素，通过固溶作用提高钢的强度。Si主要富集于钢表面，提高锈层的稳定性，提高耐蚀性能。但在低强度冷镦钢中，Si元素的提高导致螺栓的保载稳定性下降。Si含量控制在0.15％～0.30％范围内，进一步优选为Si:0.17％～0.26％。
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，但过量的Mn会降低钢的塑性，提高材料的缺口敏感性，且增加晶界的偏析，导致晶界强度降低，同时过量的Mn会导致腐蚀产物颗粒的长大，提高腐蚀率。Mn含量控制在0.20％～0.50％，进一步优选为Mn:0.26％～0.45％。
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，因此需要将Alt含量控制在0.020％～0.030％范围内，进一步优选为Alt:0.022％～0.029％。
La：La对钢中的夹杂物进行改性，同时促使细小的球状夹杂弥散分布，提高钢的强韧性，La在钢中还有效改善点蚀和晶间腐蚀，但La过高易造成钢水浇铸时发生结瘤，La含量控制在0.006％～0.012％范围内，进一步优选为La:0.008～0.010％。
Ce：Ce和La形成复合变质剂，比单一的La对夹杂物的变质更有效，Ce在钢的锈层中富集，并提高电位，可显著提高其耐蚀能力。Ce含量控制在0.006％～0.012％范围内，进一步优选为Ce:0.008％～0.011％。
Yb：Yb在钢中可以使得MnS、A12O3等夹杂变质为球形稀土复合氧硫化物，通过弥散强化提高钢的强韧性。Yb、Ce、La还在锈层中富集为椭圆状复合物(见图1)，尺寸在30nm～100nm，其在钢的内锈层中富集，形态为椭圆状复合物，其减小活化峰的临界电流密度，进而减小钢基体的活性溶解速率，同时其复合物提高锈层电位，加速锈层的阴极还原，抑制阳极溶解，从而有效提高钢的耐蚀性能。需要将Yb含量控制在0.005％～0.010％范围内，进一步优选为Yb:0.006～0.009％。
S和P：硫容易在钢中与锰形成MnS夹杂，对钢的加工性能有害，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。因此需要控制P≤0.015％，S≤0.015％。
本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→成品，所述连铸步骤中在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸，且一次冷却水流量为100m3/h～120m3/h，二次冷却比水量1.0l/kg～1.2l/kg。
更进一步，上述连铸后得到的方坯进入加热炉内进行加热处理，其中加热炉内的均热温度控制在1000℃～1100℃范围内，出钢温度控制在900℃～1000℃范围，加热炉出来后的方坯经高速线材轧机进行轧制处理，轧制过程中吐丝温度控制在750℃～800℃范围内。
更进一步，LF炉精炼步骤中钢包全程底吹氩，加入预熔型精炼渣、石灰造渣，白渣保持时间≥15分钟，根据进LF炉前的成分分析结果，在精炼前期和中期加入合金调整Si、Mn含量至目标范围。
更进一步，钢水冶炼步骤中转炉终点控制C≤0.04％，P≤0.006％；挡渣出钢，出钢约1/5钢水时，加入精炼渣和石灰，出钢约1/3时，加入脱氧剂和合金，出钢约3/4时，加入铝饼，出钢结束后根据下渣量，向钢渣面均匀抛洒适量铝粒。
更进一步，冷镦钢线材成品金相组织为铁素体+珠光体，力学性能Rm为380MPa～410MPa，A≥40％，Z≥75％，六分之一冷顶锻合格。
更进一步，与同级别冷镦钢SWRCH10A相比，NaHSO3周浸试验相对腐蚀率≤50％。
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4.8级耐蚀冷镦钢，区别于传统添加Cu、Cr、Ni贵合金元素的耐蚀钢，本发明通过添加低成本的La、Ce、Yb稀土元素，能够有效降低钢材的制造成本。在工业大气环境下，Yb在钢中可以使得MnS、A12O3等夹杂变质为球形稀土复合氧硫化物，通过弥散强化提高钢的强韧性。Yb、Ce、La还在钢的锈层中富集，形态为椭圆状的复合物，尺寸在30nm～100nm，其减小活化峰的临界电流密度，进而减小钢基体的活性溶解速率，同时其复合物提高锈层电位，加速锈层的阴极还原，抑制阳极溶解，从而有效提高钢的耐蚀性能。
(2)本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢，为了得到足够的耐蚀效果，化学成分配比需保证所述4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I≥0.14，I值单位为wt％，且I＝0.3Si+4.6La+3.5Ce+3.9Yb。在本发明中，由于Si、La、Ce、Yb是主要的耐蚀元素，为了保证冷镦钢达到足够的耐蚀性，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。同时为了确保钢水流动性，化学成分配比需保证所述4.8级耐蚀冷镦钢的钢水流动性指数L≤0.032，L值单位为wt％，且L＝1.12La+1.22Ce+1.05Yb+13.3Ce)*Yb。模拟工业生产环境进行中试炼钢再进行浇铸，试验其钢水流动性，结果显示，为了足够的钢水流动性，需要L值维持在0.032以下。
(3)本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢及其生产方法，连铸步骤中，在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，加入的La、Ce、Yb三种元素是线型，能够有效溶解防止钢水结瘤，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸，进一步降低钢水结瘤的风险。采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为100m3/h～120m3/h，二次冷却比水量1.0l/kg～1.2l/kg。超过以上最大限值则可能出现铸坯裂纹，且导致柱状晶生长造成粗晶，低于以上最低限值则导致拉速低，生产效率不足。
(4)本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，连铸后得到的方坯进入加热炉内进行加热处理，其中加热炉内的均热温度控制在1000℃～1100℃范围内，出钢温度控制在900℃～1000℃范围，加热炉出来后的方坯经高速线材轧机进行轧制处理，轧制过程中吐丝温度控制在750℃～800℃范围内。
(5)本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，模拟工业大气环境，在NaHSO3溶液中进行周浸试验，相对腐蚀率是与同级别冷镦钢SWRCH10A相比，本发明的4.8级耐蚀冷镦钢的NaHSO3周浸试验相对腐蚀率≤50％。
附图说明
图1为本发明的一种4.8级耐蚀冷镦钢的锈层中Yb、Ce、La复合物的微观放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1所示，本实施的一种4.8级耐蚀冷镦钢，包括以下重量百分比的化学成分：C:0.03％、Si:0.15％、Mn:0.50％、Alt:0.030％、La:0.006％、Ce:0.012％、Yb:0.008％、P:0.012％、S:0.003％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。区别于传统添加Cu、Cr、Ni贵合金元素的耐蚀钢，本发明通过添加低成本的La、Ce、Yb稀土元素，能够有效降低钢材的制造成本。在工业大气环境下，Yb在钢中可以使得MnS、A12O3等夹杂变质为球形稀土复合氧硫化物，通过弥散强化提高钢的强韧性。Yb、Ce、La还在钢的锈层中富集，形态为椭圆状的复合物(见图1)，尺寸在30nm～100nm，其减小活化峰的临界电流密度，进而减小钢基体的活性溶解速率，同时其复合物提高锈层电位，加速锈层的阴极还原，抑制阳极溶解，从而有效提高钢的耐蚀性能。
为了得到足够的耐蚀效果，化学成分配比需保证所述4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I≥0.14，I值单位为wt％，且I＝0.3Si+4.6La+3.5Ce+3.9Yb。在本发明中，由于Si、La、Ce、Yb是主要的耐蚀元素，为了保证冷镦钢达到足够的耐蚀性，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。同时为了确保钢水流动性，化学成分配比需保证所述4.8级耐蚀冷镦钢的钢水流动性指数L≤0.032，L值单位为wt％，且L＝1.12La+1.22Ce+1.05Yb+13.3Ce*Yb。模拟工业生产环境进行中试炼钢再进行浇铸，试验其钢水流动性，结果显示，为了足够的钢水流动性，需要L值维持在0.032以下。具体地，本实施例中I值为0.15，L值为0.031。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C≤0.04％，P≤0.006％；挡渣出钢，出钢约1/5钢水时，加入精炼渣和石灰，出钢约1/3时，加入脱氧剂和合金，出钢约3/4时，加入铝饼，出钢结束后根据下渣量，向钢渣面均匀抛洒适量铝粒。
LF炉精炼步骤中钢包全程底吹氩，氩气流量以钢水不喷溅出钢包为准，加入预熔型精炼渣、石灰造渣，白渣保持时间≥15分钟，根据进LF炉前的成分分析结果，在精炼前期和中期加入合金调整Si、Mn含量至目标范围。具体地，本实施例中转炉终点控制C:0.03％，P:0.005％；白渣保持时间为16分钟。
本实施例连铸步骤中，在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，加入的La、Ce、Yb三种元素是线型，能够有效溶解防止钢水结瘤，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸，进一步降低钢水结瘤的风险。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为100m3/h～120m3/h，二次冷却比水量1.0l/kg～1.2l/kg。超过以上最大限值则可能出现铸坯裂纹，且导致柱状晶生长造成粗晶，低于以上最低限值则导致拉速低，生产效率不足。具体地，本实施例中一次冷却水流量为113m3/h，二次冷却比水量1.20l/kg.
上述连铸后得到的方坯进入加热炉内进行加热处理，其中加热炉内的均热温度控制在1000℃～1100℃范围内，出钢温度控制在900℃～1000℃范围，加热炉出来后的方坯经高速线材轧机进行轧制处理，轧制过程中吐丝温度控制在750℃～800℃范围内。具体地，本实施例中加热炉内的均热温度为1000℃，出钢温度为900℃；轧制过程中吐丝温度为755℃。
本实施例的冷镦钢线材成品的金相组织为铁素体+珠光体，力学性能Rm为380MPa～410MPa，A≥40％，Z≥75％，六分之一冷顶锻合格。冷镦钢线材成品按下列要求进行冷顶锻，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。模拟工业大气环境，在NaHSO3溶液中进行周浸试验，相对腐蚀率是与同级别冷镦钢SWRCH10A相比，本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的NaHSO3周浸试验相对腐蚀率≤50％。具体地，本实施例中NaHSO3溶液72h周浸试验步骤为：在方坯上取样，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NaHSO3溶液72h周浸试验，并计算腐蚀失重率，每个编号10组，计算平均值。其中腐蚀失重率(W)按下式进行计算：
Figure BDA0003324979890000061
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。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法制作得到的冷镦钢，不仅具有优良的耐蚀性能，还具有优秀的冷镦性能，可以制作变形量大的紧固件，适用于制作耐工业大气环境腐蚀的4.8级紧固件，也可制作其他同强度级别的工件如杆类等，且钢材成本低。
表1为实施例1-6以及对比例1-2中的化学成分表(wt％)
钢种 C Si Mn Alt La Ce Yb P S I值 L值
实施例1 0.03 0.15 0.5 0.03 0.006 0.012 0.008 0.012 0.003 0.15 0.031
实施例2 0.07 0.17 0.2 0.02 0.01 0.008 0.009 0.013 0.002 0.16 0.031
实施例3 0.04 0.30 0.45 0.029 0.012 0.006 0.01 0.011 0.003 0.21 0.032
实施例4 0.05 0.26 0.26 0.022 0.008 0.011 0.006 0.009 0.001 0.18 0.030
实施例5 0.06 0.27 0.31 0.025 0.009 0.009 0.005 0.012 0.003 0.17 0.027
实施例6 0.05 0.21 0.42 0.026 0.009 0.01 0.007 0.009 0.001 0.17 0.031
对比例1 0.07 0.15 0.39 0.023 0.008 0.008 0.006 0.011 0.002 0.13 0.026
对比例2 0.11 0.03 0.42 0.025 / / / 0.013 0.002 / /
表2实施例1-6以及对比例1-2中冷镦钢的生产工艺参数
Figure BDA0003324979890000062
Figure BDA0003324979890000071
实施例2
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢，基本与实施例1保持一致，其不同之处在于，本实施例中包括以下重量百分比的化学成分：C:0.07％、Si:0.17％、Mn:0.20％、Alt:0.020％、La:0.01％、Ce:0.008％、Yb:0.009％、P:0.013％、S:0.002％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I为0.16，钢水流动性指数L为0.031。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.02％，P为0.005％，白渣保持时间为16分钟
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为120m3/h，二次冷却比水量1.12l/kg。
本实施例中加热炉内的均热温度为1100℃，出钢温度为983℃；轧制过程中吐丝温度为800℃。
实施例3
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢，基本与实施例1保持一致，其不同之处在于，本实施例中包括以下重量百分比的化学成分：C:0.04％、Si:0.30％、Mn:0.45％、Alt:0.029％、La:0.012％、Ce:0.006％、Yb:0.01％、P:0.011％、S:0.003％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I为0.21，钢水流动性指数L为0.032。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.04％，P为0.005％，白渣保持时间为17分钟
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为105m3/h，二次冷却比水量1.00l/kg。
本实施例中加热炉内的均热温度为1066℃，出钢温度为1000℃；轧制过程中吐丝温度为750℃。
实施例4
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢，基本与实施例1保持一致，其不同之处在于，本实施例中包括以下重量百分比的化学成分：C:0.05％、Si:0.26％、Mn:0.26％、Alt:0.022％、La:0.008％、Ce:0.011％、Yb:0.006％、P:0.009％、S:0.001％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I为0.18，钢水流动性指数L为0.030。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.02％，P为0.005％，白渣保持时间为18分钟。
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为112m3/h，二次冷却比水量1.13l/kg。
本实施例中加热炉内的均热温度为1051℃，出钢温度为984℃；轧制过程中吐丝温度为796℃。
实施例5
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢，基本与实施例1保持一致，其不同之处在于，本实施例中包括以下重量百分比的化学成分：C:0.06％、Si:0.27％、Mn:0.31％、Alt:0.025％、La:0.009％、Ce:0.009％、Yb:0.005％、P:0.012％、S:0.003％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I为0.17，钢水流动性指数L为0.027。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.03％，P为0.006％，白渣保持时间为17分钟。
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为120m3/h，二次冷却比水量1.05l/kg。
本实施例中加热炉内的均热温度为1029℃，出钢温度为955℃；轧制过程中吐丝温度为773℃。
实施例6
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢，基本与实施例1保持一致，其不同之处在于，本实施例中包括以下重量百分比的化学成分：C:0.05％、Si:0.21％、Mn:0.42％、Alt:0.026％、La:0.009％、Ce:0.01％、Yb:0.007％、P:0.009％、S:0.001％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I为0.17，钢水流动性指数L为0.031。
本实施例的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.03％，P为0.004％，白渣保持时间为18分钟。
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为115m3/h，二次冷却比水量1.13l/kg。
本实施例中加热炉内的均热温度为1033℃，出钢温度为931℃；轧制过程中吐丝温度为789℃。
对比例1
本对比例的冷镦钢包括以下重量百分比的化学成分：C:0.07％、Si:0.15％、Mn:0.39％、Alt:0.023％、La:0.008％、Ce:0.008％、Yb:0.006％、P:0.011％、S:0.002％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本对比例的冷镦钢的耐蚀指数I为0.13，钢水流动性指数L为0.026。
本对比例的一种冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.03％，P为0.004％，白渣保持时间为18分钟。
在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸。本实施例中采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，提高生产效率，关键参数如下：一次冷却水流量为120m3/h，二次冷却比水量1.12l/kg。
本对比例中加热炉内的均热温度为1085℃，出钢温度为926℃；轧制过程中吐丝温度为786℃。
本对比例中的化学成分虽然在范围内，生产方法也得当，但由于I值没有得到适当控制，仅达到0.13，虽然和SWRCH10A相比具有一定的耐蚀性，但仅达到1.42倍，耐蚀性不足。
对比例2
本对比例的冷镦钢包括以下重量百分比的化学成分：C:0.11％、Si:0.03％、Mn:0.42％、Alt:0.025％、P:0.013％、S:0.002％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本对比例的一种冷镦钢的生产方法，包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→Φ5.5～30mm线材盘条成品。其中经预处理脱硫，脱硫目标值S≤0.006％。钢水冶炼步骤中转炉终点控制C为0.02％，P为0.005％，白渣保持时间为16分钟。
本实施例中采用强冷却，一次冷却水流量为121m3/h，二次冷却比水量1.16l/kg。
本对比例中加热炉内的均热温度为1083℃，出钢温度为967℃；轧制过程中吐丝温度为791℃。
本对比例为SWRCH10A牌号4.8级紧固件用冷镦钢，不具有耐蚀性，此外冷镦性能和冷拉性能也比较差。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种4.8级耐蚀冷镦钢，其特征在于：包括以下重量百分比的化学成分：C:0.03%～0.07%、Si:0.15%~0.30%、Mn:0.20%～0.50%、Alt:0.020%~0.030%、La:0.006%～0.012%、Ce:0.006%～0.012%、Yb:0.005%～0.010%、P≤0.015%、S≤0.015%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；所述4.8级耐蚀冷镦钢的耐蚀指数I≥0.14，I值单位为wt%，且I=0.3Si+4.6La+3.5Ce+3.9Yb；所述4.8级耐蚀冷镦钢的钢水流动性指数L≤0.032，L值单位为wt%，且L=1.12La+1.22Ce+1.05Yb+13.3 Ce* Yb。
2.根据权利要求1所述的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，其特征在于：包括以下生产步骤：铁水预处理→钢水冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→方坯加热→线材轧制→斯太尔摩冷却线冷却→成品，所述连铸步骤中在结晶器内加入La线、Ce线及Yb线调整La、Ce、Yb含量至目标范围，同时采用电磁搅拌及全程氩气保护浇铸，且一次冷却水流量为100 m3/h～120m3/h，二次冷却比水量1.0 l/kg～1.2l/kg；上述连铸后得到的方坯进入加热炉内进行加热处理，其中加热炉内的均热温度控制在1000℃～1100℃范围内，出钢温度控制在900℃～1000℃范围，加热炉出来后的方坯经高速线材轧机进行轧制处理，轧制过程中吐丝温度控制在750℃～800℃范围内；其中LF炉精炼步骤中钢包全程底吹氩，加入预熔型精炼渣、石灰造渣，白渣保持时间≥15分钟，根据进LF炉前的成分分析结果，在精炼前期和中期加入合金调整Si、Mn含量至目标范围；钢水冶炼步骤中转炉终点控制C≤0.04%，P≤0.006%；挡渣出钢，出钢1/5钢水时，加入精炼渣和石灰，出钢1/3钢水时，加入脱氧剂和合金，出钢3/4钢水时，加入铝饼，出钢结束后根据下渣量，向钢渣面均匀抛洒适量铝粒。
3.根据权利要求2所述的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，其特征在于：冷镦钢线材成品金相组织为铁素体+珠光体，力学性能Rm为380 MPa ~410MPa，A≥40%，Z≥75%，六分之一冷顶锻合格。
4.根据权利要求3所述的一种4.8级耐蚀冷镦钢的生产方法，其特征在于：与同级别冷镦钢SWRCH10A相比，NaHSO3周浸试验相对腐蚀率≤50%。
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