CN114657468B - 一种风电紧固件用钢及其制备方法 - Google Patents
一种风电紧固件用钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114657468B CN114657468B CN202210291120.6A CN202210291120A CN114657468B CN 114657468 B CN114657468 B CN 114657468B CN 202210291120 A CN202210291120 A CN 202210291120A CN 114657468 B CN114657468 B CN 114657468B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- wind power
- equal
- power fastener
- less
- 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.)
- Active
Links
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
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
- B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
-
- 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
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
-
- 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
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
- B22D11/182—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by measuring temperature
-
- 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
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- 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
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
-
- 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
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- 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
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明提供了一种风电紧固件用钢及其制备方法,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.3‑0.34wt%,Si≤0.3wt%,Mn 0.6‑0.9wt%,Cr0.9‑1.2wt%,Ti 0.03‑0.05wt%,B≤0.003wt%,Cu≤0.25wt%,Al0.02‑0.05wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明提供的风电紧固件用钢,通过引入Ti、B元素替代Ni、Mo等贵金属元素,有效降低成本,同时搭配其他元素含量协同作用,控制连铸工艺以及加热制度参数,显著提高了风电紧固件用钢的强度、洁净度以及晶粒度,可以满足作为风电紧固件的高性能要求。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及一种紧固件用钢,具体涉及一种风电紧固件用钢及其制备方法。
背景技术
风电紧固件是风力发电机组主要连接部件,主机架与偏航轴承、主机架与发电机机架、主轴承与主机架等关键连接部件均通过高强度紧固件进行连接。由于长期在野外服役,环境恶劣,风电紧固件需要满足大规格、高强度、高低温冲击性能的要求。
CN 107299278A公开了一种耐超低温冲击风电高强螺栓用钢制造方法,包括如下步骤:顶底复吹碱性转炉初炼、LF精炼炉精炼、VD真空炉脱气、大圆坯弧形连铸机连铸、轧钢加热、除磷以及氧化铁鳞片、轧制、入坑缓冷。其圆钢整体热处理后,性能指标达到Rm≥950MPa,Re≥830MPa,A≥20%,Z≥60%,KV2(-101℃)≥30J。但该圆钢的强度指标仅为9.8级,目前已不能满足作为风电紧固件的强度级别。
CN 10643881A公开了一种大规格风电紧固件用钢,其元素组成以质量百分比计含有:C:0.38-0.45%、Si:0.20-0.35%、Mn:0.60-0.80%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr:0.95-1.20%、Mo:0.18-0.30%、Ni:0.10-0.25%、Nb:0.02-0.08%、Al:0.020-0.050%、N≤0.008%,余量为Fe及不可避免的杂质;热处理后该钢的心部具有90%以上的马氏体组织,拉伸性能满足10.9级强度要求。但该风电紧固件用钢的力学性能仍有待提升,且添加Mo元素进行强化会明显提高成本。
CN 109402320A公开了一种高纯净度风电紧固件的制备方法,包括如下步骤:转炉冶炼;转炉出钢:a、底搅;b、下渣;脱氧合金化:出钢前期加入增碳剂进行预脱氧,再顺序加入合金、脱氧剂及渣料;LF处理:控制钢中夹杂物含量,终渣碱度控制在3-6,确保TFe和MnO总体质量百分含量≤1%;RH处理:高真空保持时间≥8min,软吹10min以上;连铸。该风电紧固件仅从制备方法控制其纯净度,未对钢体的力学性能进行阐述。
针对现有技术的不足,需要提供一种具有较高的强度、洁净度以及晶粒均匀细化的低成本风电紧固件用钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电紧固件用钢及其制备方法,通过引入Ti、B元素替代Ni、Mo等贵重合金元素,搭配合理的窄成分以及有害元素控制,调控连铸工艺及加热制度参数,使本发明提供的风电紧固件用钢可满足高强度、高洁净度、晶粒细小均匀以及低成本的要求。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.3-0.34wt%,Si≤0.3wt%,Mn 0.6-0.9wt%,Cr 0.9-1.2wt%,Ti 0.03-0.05wt%,B≤0.003wt%,Cu≤0.25wt%,Al 0.02-0.05wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质。
本发明提供的风电紧固件用钢,引入Ti、B元素,替代成本较高的Mo、Ni元素,结合多元素含量搭配协同作用,有效提高了钢体的强度、晶粒度以及洁净度,能够满足风电紧固件用钢的高质量以及高性能要求。
本发明所述风电紧固件用钢中C的质量百分含量为0.3-0.34wt%,例如可以是0.3wt%、0.31wt%、0.32wt%、0.33wt%或0.34wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.31-0.33wt%。
C元素为经济的强化元素,本发明将C含量范围控制在0.3-0.34wt%,可以保证风电紧固件用钢在淬火回火后具有良好的强韧性,C含量过高或过低,对钢体性能会产生不利影响。
本发明所述风电紧固件用钢中Si的质量百分含量≤0.3wt%,例如可以是0.3wt%、0.28wt%、0.26wt%、0.24wt%、0.22wt%、0.2wt%、0.15wt%或0.1wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.24-0.28wt%。
Si元素可以提高钢体的力学性能以及淬透性,且可以提高钢的冷变形硬化率从而增强钢体的耐磨性,但Si的含量过高会降低钢体的韧性,因此本发明将其控制在≤0.3wt%。
本发明所述风电紧固件用钢中Mn的质量百分含量为0.6-0.9wt%,例如可以是0.6wt%、0.65wt%、0.7wt%、0.75wt%、0.8wt%、0.82wt%、0.85wt%、0.88wt%或0.9wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.82-0.88wt%。
Mn元素可以提高钢体的强度以及淬透性,且可以提高Si和Al的脱氧效果,本发明将Mn控制在0.6-0.9wt%可以达到较好的性能要求。
本发明所述风电紧固件用钢中Cr的质量百分含量为0.9-1.2wt%,例如可以是0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.12wt%、1.14wt%、1.16wt%或1.2wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为1.12-1.16wt%。
本发明所述风电紧固件用钢中Ti的质量百分含量为0.03-0.05wt%,例如可以是0.03wt%、0.035wt%、0.04wt%、0.045wt%或0.05wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.035-0.045wt%。
Ti元素可以细化晶粒,但Ti含量过高会形成大块TiN化合物,对钢体质量及晶粒细化产生不利影响,本发明将其含量控制在0.03-0.05wt%。
本发明所述风电紧固件用钢中B的质量百分含量≤0.003wt%,例如可以是0.003wt%、0.0025wt%、0.002wt%、0.0015wt%或0.001wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.0015-0.003wt%。
微量B元素可以显著提高钢体的淬透性,取代Ni、Mo等贵金属,同时可以抑制晶界脆性断裂。本发明将其含量控制在≤0.003wt%。
本发明所述风电紧固件用钢中Cu的质量百分含量≤0.25wt%,例如可以是0.25wt%、0.2wt%、0.15wt%、0.1wt%或0.05wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.15-0.2wt%。
Cu元素作为钢中的有害残余元素,含量高于0.25wt%时,会降低钢体的韧性、塑性,连铸坯易产生裂纹,因此本发明将Cu控制在≤0.25wt%。
本发明所述风电紧固件用钢中Al的质量百分含量为0.02-0.05wt%,例如可以是0.02wt%、0.025wt%、0.03wt%、0.035wt%、0.04wt%、0.045wt%或0.05wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为0.025-0.04wt%。
Al元素可以脱氧以及细化晶粒,但Al含量过高,容易在钢体中产生夹杂物,对钢的疲劳寿命不利,因此本发明将其含量控制在0.02-0.05wt%。
优选地,所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.122-1.162wt%,例如可以是1.122wt%、1.135wt%、1.14wt%、1.145wt%、1.15wt%或1.162wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
通过风电紧固件用钢中Cr与B的成分含量合理搭配,可以使钢体的强度显著提升,且成本降低。
优选地,以质量百分含量计,所述不可避免的杂质中:P≤0.025wt%,S≤0.025wt%,N 0.009-0.012wt%。
所述不可避免的杂质中P的质量百分含量≤0.025wt%,例如可以是0.025wt%、0.02wt%、0.015wt%、0.01wt%、0.005wt%或0.002wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为≤0.01wt%。
所述不可避免的杂质中S的质量百分含量≤0.025wt%,例如可以是0.025wt%、0.02wt%、0.015wt%或0.01wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为≤0.01wt%。
所述不可避免的杂质中N的质量百分含量为0.009-0.012wt%,例如可以是0.009wt%、0.01wt%、0.011wt%或0.012wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
杂质对钢体的强度以及洁净度影响较大,本发明通过组分的严格控制将所述不可避免的杂质含量降低,从而避免对钢的性能产生不利影响。
优选地,所述风电紧固件用钢的带状级别≤2级,例如可以是2级、1.5级、1级或0.5级,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述风电紧固件用钢的奥氏体晶粒度≥7.5级,例如可以是7.5级、8级、8.5级或9级,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述风电紧固件用钢的夹杂物K3≤20,例如可以是20、18、14、12、10、8、4或2,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
第二方面,本发明提供了一种如第一方面所述的风电紧固件用钢的制备方法,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢。
本发明通过控制连铸工艺参数以及加热制度参数,显著提升所述风电紧固件用钢的强度,所得钢体晶粒均匀细化,夹杂物较少,钢的使用寿命延长。
优选地,所述转炉冶炼的终点温度为1620-1630℃,例如可以是1620℃、1622℃、1625℃、1628℃或1630℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量≥35%,例如可以是35%、36%、37%、38%、39%或40%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述LF精炼的白渣保持时间为20-25min,例如可以是20min、21min、22min、23min、24min或25min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用
优选地,所述VD真空的真空时间为15-25min,例如可以是15min、18min、20min、22min或25min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用
优选地,所述VD真空的软吹时间为20-25min,例如可以是20min、21min、22min、23min、24min或25min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用
优选地,所述连铸的过热度为20-30℃,例如可以是20℃、22℃、25℃、28℃或30℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述连铸的拉速为1.25-1.75m/min,例如可以是1.25m/min、1.35m/min、1.45m/min、1.5m/min、1.55m/min、1.65m/min或1.75m/min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述加热的温度为1160-1230℃,例如可以是1160℃、1180℃、1200℃、1210℃或1230℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述加热的时间为150-200min,例如可以是150min、160min、170min、180min、190min或200min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述轧制的开轧温度为1080-1120℃,例如可以是1080℃、1090℃、1100℃、1110℃或1120℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明第二方面所述制备方法的优选技术方案,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1620-1630℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量≥35%;
所述LF精炼的白渣保持时间为20-25min;
所述VD真空的真空时间为15-25min,软吹时间为20-25min;
所述连铸的过热度为20-30℃;所述连铸的拉速为1.25-1.75m/min;
所述加热的温度为1160-1230,时间为150-200min;
所述轧制的开轧温度为1080-1120℃。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的风电紧固件用钢,通过引入Ti、B元素,替代Ni、Mo贵金属元素,搭配其他元素含量协同作用,同时控制连铸过热度以及加热制度参数,所述风电紧固件用钢的强度可达10.9级以上,带状级别≤2级,晶粒度≥7.5级,K3≤20,同时成本降低,且可以满足作为风电紧固件的使用要求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.32wt%,Si 0.26wt%,Mn 0.85wt%,Cr 1.14wt%,Ti 0.04wt%,B 0.002wt%,Cu 0.15wt%,Al 0.03wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.142wt%;所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N0.01wt%。
所述风电紧固件用钢采用如下制备方法得到,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1625℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量为38%;
所述LF精炼的白渣保持时间为23min;
所述VD真空的真空时间为20min,软吹时间为23min;
所述连铸的过热度为25℃;所述连铸的拉速为1.5m/min;
所述加热的温度为1200℃,时间为180min;
所述轧制的开轧温度为1100℃。
实施例2
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.31wt%,Si 0.24wt%,Mn 0.82wt%,Cr 1.1195wt%,Ti 0.035wt%,B0.0025wt%,Cu 0.2wt%,Al 0.025wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.122wt%;所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N 0.009wt%。
所述风电紧固件用钢采用如下制备方法得到,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1622℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量为36%;
所述LF精炼的白渣保持时间为22min;
所述VD真空的真空时间为18min,软吹时间为22min;
所述连铸的过热度为22℃;所述连铸的拉速为1.35m/min;
所述加热的温度为1180℃,时间为170min;
所述轧制的开轧温度为1090℃。
实施例3
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.33wt%,Si 0.28wt%,Mn 0.88wt%,Cr 1.1605wt%,Ti 0.045wt%,B0.0015wt%,Cu 0.1wt%,Al 0.04wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.162wt%;所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N 0.011wt%。
所述风电紧固件用钢采用如下制备方法得到,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1628℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量为39%;
所述LF精炼的白渣保持时间为24min;
所述VD真空的真空时间为22min,软吹时间为24min;
所述连铸的过热度为28℃;所述连铸的拉速为1.65m/min;
所述加热的温度为1210℃,时间为190min;
所述轧制的开轧温度为1110℃。
实施例4
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.3wt%,Si 0.3wt%,Mn 0.6wt%,Cr 0.9wt%,Ti 0.03wt%,B 0.003wt%,Cu0.25wt%,Al 0.02wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为0.903wt%;所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N0.012wt%。
所述风电紧固件用钢采用如下制备方法得到,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1620℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量为35%;
所述LF精炼的白渣保持时间为20min;
所述VD真空的真空时间为15min,软吹时间为20min;
所述连铸的过热度为20℃;所述连铸的拉速为1.25m/min;
所述加热的温度为1160℃,时间为150min;
所述轧制的开轧温度为1080℃。
实施例5
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C 0.34wt%,Si 0.1wt%,Mn 0.9wt%,Cr 1.2wt%,Ti 0.05wt%,B 0.001wt%,Cu0.05wt%,Al 0.05wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.201wt%;所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N0.012wt%。
所述风电紧固件用钢采用如下制备方法得到,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1630℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量为40%;
所述LF精炼的白渣保持时间为25min;
所述VD真空的真空时间为25min,软吹时间为25min;
所述连铸的过热度为30℃;所述连铸的拉速为1.75m/min;
所述加热的温度为1230℃,时间为200min;
所述轧制的开轧温度为1120℃。
实施例6
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述过热度为15℃外,其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述过热度为35℃外,其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述加热的温度为1150℃外,其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述加热的温度为1240℃外,其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述加热的时间为100min外,其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述加热的时间为250min外,其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述Ti的质量百分含量为0.02wt%外,其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述Ti的质量百分含量为0.07wt%外,其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种风电紧固件用钢,与实施例1的区别在于,除所述B的质量百分含量为0.004wt%,所述Cr+B的总质量百分含量为1.144wt%外,其余均与实施例1相同。
性能质量测试
力学性能:将将以上实施例以及对比例提供的风电紧固件用钢按GB/T 3098标准进行力学性能测试,所得结果如表1所示;
高倍组织检验:将将以上实施例以及对比例提供的风电紧固件用钢分别按GB/T34474.1-2017、DIN 50602、ASTM E112标准进行带状组织、夹杂物以及晶粒度评定,所得结果如表2所示。
表1
抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 断面收缩率(%) | |
实施例1 | 1120 | 1000 | 52 |
实施例2 | 1088 | 987 | 50 |
实施例3 | 1085 | 989 | 48 |
实施例4 | 1067 | 975 | 47 |
实施例5 | 1070 | 978 | 46 |
实施例6 | 1053 | 962 | 46 |
实施例7 | 1065 | 970 | 48 |
实施例8 | 1060 | 960 | 47 |
实施例9 | 1073 | 971 | 48 |
实施例10 | 1059 | 958 | 45 |
实施例11 | 1070 | 967 | 47 |
对比例1 | 923 | 902 | 41 |
对比例2 | 964 | 925 | 44 |
对比例3 | 985 | 938 | 43 |
表2
通过表1以及表2可以看出:由实施例1与实施例2-5对比可知,在合理的元素含量搭配以及制备工艺参数选取范围内,本发明提供的风电紧固件用钢具有较好的力学性能,钢体的夹杂物较少,晶粒度可达8级;由实施例1与实施例6-11对比可知,所述连铸的过热度、所述加热温度以及加热时间过高或过低,对钢体的力学性能会产生不利影响,钢体的晶粒变粗,夹杂物增多;由实施例1与对比例1以及对比例2对比可知,Ti含量以及B含量超过优选范围,所述风电紧固件用钢的强度有所下降,晶粒度等级降低。
综上所述,本发明提供的风电紧固件用钢,通过引入Ti、B元素,替代Ni、Mo贵金属元素,搭配其他元素含量协同作用,同时控制连铸过热度以及加热制度参数,所述风电紧固件用钢的强度可达10.9级以上,带状级别≤2级,晶粒度≥7.5级,K3≤20,成本显著降低,且可以满足作为风电紧固件的高性能要求。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (12)
1.一种风电紧固件用钢,其特征在于,以质量百分含量计,所述风电紧固件用钢包括:C0.3-0.34wt%,Si 0.24-0.28wt%,Mn 0.82-0.88wt%,Cr 0.9-1.2wt%,Ti 0.03-0.05wt%,B≤0.003wt%,Cu≤0.25wt%,Al 0.02-0.05wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;
以质量百分含量计,所述不可避免的杂质中:P≤0.025wt%,S≤0.025wt%,N 0.009-0.012wt%;
所述风电紧固件用钢中Cr+B的总质量百分含量为1.122-1.162wt%;
所述风电紧固件用钢的带状级别≤2级;
所述风电紧固件用钢的奥氏体晶粒度≥7.5级;
所述风电紧固件用钢的夹杂物K3≤20;
所述风电紧固件用钢采用如下方法制备得到,所述方法包括如下步骤:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述连铸的过热度为20-30℃;
所述加热的温度为1160-1230℃;
所述加热的时间为150-200min。
2.根据权利要求1所述的风电紧固件用钢,其特征在于,所述风电紧固件用钢包括:C0.31-0.33wt%,Si 0.24-0.28wt%,Mn 0.82-0.88wt%,Cr 1.12-1.16wt%,Ti 0.035-0.045wt%,B 0.0015-0.003wt%,Cu 0.15-0.2wt%,Al 0.025-0.04wt%,余量为Fe以及不可避免的杂质;
以质量百分含量计,所述不可避免的杂质中:P≤0.025wt%,S≤0.025wt%,N 0.009-0.012wt%。
3.根据权利要求2所述的风电紧固件用钢,其特征在于,以质量百分含量计,所述不可避免的杂质中:P≤0.01wt%,S≤0.01wt%,N 0.009-0.012wt%。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的风电紧固件用钢的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述连铸的过热度为20-30℃;
所述加热的温度为1160-1230℃;
所述加热的时间为150-200min。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述转炉冶炼的终点温度为1620-1630℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量≥35%。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述LF精炼的白渣保持时间为20-25min。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述VD真空的真空时间为15-25min。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述VD真空的软吹时间为20-25min。
10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述连铸的拉速为1.25-1.75m/min。
11.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述轧制的开轧温度为1080-1120℃。
12.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述风电紧固件用钢;
所述转炉冶炼的终点温度为1620-1630℃;
所述脱氧合金化中加入精炼渣;所述精炼渣中氧化铝的质量百分含量≥35%;
所述LF精炼的白渣保持时间为20-25min;
所述VD真空的真空时间为15-25min,软吹时间为20-25min;
所述连铸的过热度为20-30℃;所述连铸的拉速为1.25-1.75m/min;
所述加热的温度为1160-1230℃,时间为150-200min;
所述轧制的开轧温度为1080-1120℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210291120.6A CN114657468B (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种风电紧固件用钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210291120.6A CN114657468B (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种风电紧固件用钢及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114657468A CN114657468A (zh) | 2022-06-24 |
CN114657468B true CN114657468B (zh) | 2022-11-11 |
Family
ID=82030750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210291120.6A Active CN114657468B (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种风电紧固件用钢及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114657468B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1112689A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-19 | Kobe Steel Ltd | 非調質ボルト用鋼 |
JP2004076086A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-03-11 | Kobe Steel Ltd | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部品及びその製造方法 |
CN102321846A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-01-18 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 12.9级紧固件用含钛冷镦钢盘条及其生产方法 |
TW201544609A (zh) * | 2014-03-25 | 2015-12-01 | Kobe Steel Ltd | 耐延遲破壞性優異的高強度螺栓用鋼以及高強度螺栓 |
CN107709594A (zh) * | 2015-06-29 | 2018-02-16 | 新日铁住金株式会社 | 螺栓 |
CN108913992A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-30 | 徐林丽 | 一种螺栓用钢及其应用 |
CN110923546A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法 |
CN113403546A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-17 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种用于风电紧固件的钢材及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106521316B (zh) * | 2016-11-15 | 2018-08-07 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢及其制造方法 |
-
2022
- 2022-03-23 CN CN202210291120.6A patent/CN114657468B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1112689A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-19 | Kobe Steel Ltd | 非調質ボルト用鋼 |
JP2004076086A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-03-11 | Kobe Steel Ltd | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部品及びその製造方法 |
CN102321846A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-01-18 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 12.9级紧固件用含钛冷镦钢盘条及其生产方法 |
TW201544609A (zh) * | 2014-03-25 | 2015-12-01 | Kobe Steel Ltd | 耐延遲破壞性優異的高強度螺栓用鋼以及高強度螺栓 |
CN107709594A (zh) * | 2015-06-29 | 2018-02-16 | 新日铁住金株式会社 | 螺栓 |
CN108913992A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-30 | 徐林丽 | 一种螺栓用钢及其应用 |
CN110923546A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法 |
CN113403546A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-17 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种用于风电紧固件的钢材及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114657468A (zh) | 2022-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106661705B (zh) | 渗碳合金钢及其制备方法和应用 | |
CN109252097B (zh) | 一种高强度胀断连杆的非调质钢及其连铸生产工艺 | |
CN102102163B (zh) | 一种马氏体不锈钢及其制造方法 | |
CN111286671B (zh) | 一种超纯净高温细晶粒齿轮钢、制造方法及其应用 | |
EP3859035A1 (en) | Ultrahigh-steel q960e slab and manufacturing method | |
CN109609854B (zh) | 一种700MPa级高强度亚稳态奥氏体-马氏体不锈钢 | |
CN112522570A (zh) | 一种耐磨强韧多元合金铸球及其制备方法 | |
CN113897541B (zh) | 一种高铬耐磨钢球及其铸造工艺 | |
CN111893382B (zh) | 一种食品用链条不锈钢及其制备方法 | |
CN111471936A (zh) | 一种改进型农机刃具用钢及其生产方法 | |
CN112143970A (zh) | 高强高韧非调质前轴用钢及其生产方法 | |
CN114657468B (zh) | 一种风电紧固件用钢及其制备方法 | |
CN114934239B (zh) | 一种液压缸杆头用锻造非调质钢及其生产方法 | |
CN110983154A (zh) | 一种特厚高韧屈服460MPa级结构钢板及其生产方法 | |
CN113621867B (zh) | 一种减少VD工序结合组分优化生产低成本20CrMoA圆钢的方法 | |
CN115896615A (zh) | 一种含硫37MnSiVSQ易切削非调质热轧圆钢及其制备方法 | |
CN110846567B (zh) | 一种高强度耐极寒环境冲击螺栓用钢及其生产方法 | |
CN115094307A (zh) | 一种电渣重熔用热作模具钢连铸圆坯及其生产工艺 | |
CN109881123B (zh) | 一种1000Mpa级高强度亚稳态奥氏体-马氏体不锈钢 | |
CN108220811A (zh) | 一种耐磨钢及其制备方法 | |
CN111286669A (zh) | 屈服强度≥900Mpa的马氏体热轧态高强钢及制备方法 | |
CN114657469B (zh) | 一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用 | |
CN115323268B (zh) | 一种高强度高韧性可用于感应淬火的齿轮钢及其制造方法 | |
CN113604748B (zh) | 一种厚规格耐候耐腐蚀的Cr系合金钢板及其生产方法 | |
CN116121629B (zh) | 一种齿轮钢18CrNiMo7-6的制备方法 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |