CN114657468B - 一种风电紧固件用钢及其制备方法 - Google Patents

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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

一种风电紧固件用钢及其制备方法
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
Figure BDA0003560206970000141
Figure BDA0003560206970000151
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℃。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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