CN115216696B - 一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法 - Google Patents

一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法，属于高强合金紧固件制造领域。本发明提供的超高强度合金钢，按质量百分比计包括以下组分：C：0.30～0.55％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.10～0.95％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.25～4.80％，Mo：2.50～4.50％，V：0.35～0.85％和余量的Fe。实施例的结果显示，螺纹紧固件抗拉强度为2000～2170MPa，屈服强度为1600～1736MPa，塑性≥8％，剪切力≥110KN，疲劳寿命为130000次(载荷比＝0.1)，应力持久性能在0.75倍抗拉强度下保持96h。

Description

一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法
技术领域
本发明涉及高强合金紧固件制造领域，尤其涉及一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法。
背景技术
高端紧固件主要应用在航空、航天、航海、轨道交通装备、国防等高端领域，但我国紧固件行业总体处于中低端水平，目前我国研制的紧固件最高强度级别是16.9级，国际上紧固件最高强度级别是17.8级，紧固件产品的技术水平、竞争能力都与发达国家有较大差距，许多高端紧固件依赖进口，进口的国家主要是日本、欧美等发达国家，长期进口高端紧固件，一是会给企业造成非常高的成本压力，二是容易成为大国重器关键部位的“卡脖子”产品。因此，我国需加快推进国产紧固件产品高端化升级，调整产业结构。再者，在如今“双碳”背景下，低碳化已经成为各行各业发展的重要议题。在汽车制造业，可以通过汽车轻量化来提高燃油效率和降低油耗，从而减少汽车尾气排放，达到低碳化目的。有数据表明，整车重量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3～0.6升，二氧化碳排放量可减少5g/km。而且汽车行业是紧固件需求量比较大的行业，一辆轿车上平均每车用紧固件约580种，50kg，5000件，占一辆汽车零件总数的40％。
超高强度紧固件可以在相同夹紧力下，通过减少自身尺寸来降低重量和增加安装空间，因此可以对被连接部件进行功能和体积优化，从而达到整体减重和性能优化的目的，可见超高强度紧固件有很大的使用价值。专利CN01129512.0公开了一种强度1400～1600MPa的高强度螺栓，该螺栓的化学成分为，0.35≤C≤0.50，0.01≤Si≤0.09，Mn≤0.30，P＜0.010，S＜0.008，0.50≤Cr≤1.50，0.70≤Mo≤1.50，0.20≤V≤0.50，0.01≤Nb≤0.08，0.002≤RE≤0.04，0.005≤Al≤0.05，0.006≤N≤0.015，Ti和Zr中的任意一种或两种之和为0.01～0.15，其余为Fe，以质量百分数wt.％计，该螺栓的最大抗拉强度仅为1580MPa，只能达到15.9级螺栓的性能要求。专利200810049411公开了一种16.9级螺栓的制备方法，该螺栓的化学成分为，0.15≤C≤0.19，Si≤0.10，Mn≤0.10，P＜0.008，S＜0.005，1.80≤Cr≤2.00，0.10≤Mo≤0.90，9.50≤Ni≤10.50，13.50≤Co≤14.50，Ti≤0.015，O≤0.002，N≤0.0015，其余为Fe，以质量百分数wt.％计，该螺栓中Ni和Co的等贵重金属，且含量较高，导致生产成本增加。随着汽车、高铁、航空、航天、国防等行业的不断发展，对各类紧固件的需求不断增加，现有的紧固件的性能已经不能够满足需求。
因此，提供一种贵重金属含量少的超高强度合金钢，使其能够制备得到抗拉强度高的螺纹紧固件，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法。本发明提供的超高强度合金钢不含Ni和Co等贵重金属，且具有优异的力学性能，能够制备得到超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30～0.55％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.10～0.95％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.25～4.80％，Mo：2.50～4.50％，V：0.35～0.85％和余量的Fe。
优选地，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30～0.55％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.40～0.90％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.50～4.80％，Mo：2.50～3.50％，V：0.40～0.80％和余量的Fe。
优选地，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.35～0.50％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.50～0.80％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.50～4.50％，Mo：2.50～3.50％，V：0.40～0.70％和余量的Fe。
优选地，按质量百分比计，所述超高强度合金钢包括以下组分：C：0.40～0.45％，Si：0.35～0.40％，Mn：0.60～0.70％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：4.00～4.50％，Mo：2.50～3.00％，V：0.50～0.60％和余量的Fe。
本发明提供了一种20.8级螺纹紧固件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯；所述超高强度合金钢为上述技术方案所述超高强度合金钢；
(2)将所述步骤(1)得到的热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料；
(3)将所述步骤(2)得到的热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件。
优选地，所述步骤(2)中正火的保温温度为980～1030℃，正火的保温时间为80～110min，正火的冷却方式为空冷。
优选地，所述步骤(2)中淬火的保温温度为1050～1100℃，淬火的保温时间为30～60min，淬火的冷却方式为油淬。
优选地，所述油淬的油温为40～60℃，所述油淬的时间为10～20min。
优选地，所述步骤(2)中回火的保温温度为550～600℃，回火的保温时间为100～150min，回火的冷却方式为空冷。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的20.8级螺纹紧固件。
本发明提供了一种超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30～0.55％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.10～0.95％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.25～4.80％，Mo：2.50～4.50％，V：0.35～0.85％和余量的Fe。在本发明中，C元素主要起到提高合金钢强度的作用；Si元素和Mn元素可以通过固溶强化来提高合金钢的强度和淬透性；Cr元素可以通过固溶强化来提高材料强度，同时能够与Si、Mn等合金元素起到协同效果，进一步提高合金钢的抗拉强度，同时Cr元素可以与C元素形成碳化物，在回火过程中析出，利用二次硬化来进一步提高材料强度；Mo元素可以与C元素形成碳化物，在回火过程中析出，利用二次硬化来进一步提高材料强度；V元素是合金钢中析出碳化物、氮化物或碳氮化物的微细析出物元素，通过加入V元素不仅可以作为氢陷阱捕捉氢进行无害化，改善材料耐延迟断裂性能，还可以借助微细析出物提高材料强度，同时V元素能细化晶粒，提高淬透性，提高回火抗力；通过控制各元素的用量，可以起到协同效果，从而进一步提高合金钢的性能。实施例的结果显示，本发明提供的超高强度合金钢制备的20.8级螺纹紧固件的所述超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件的抗拉强度为2000～2170MPa，屈服强度为1600～1736MPa，塑性≥8％，剪切力≥110KN，疲劳寿命为130000次(载荷比＝0.1)，应力持久性能在0.75倍抗拉强度下保持时间为96h，为超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件。
附图说明
图1为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件加工尺寸示意图；
图中，1为螺纹紧固件头部，2为螺纹紧固件过渡区，3为螺纹紧固件杆部，4为螺纹紧固件螺纹区；
图2为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件头部加工尺寸示意图；
图3为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件杆部倒角加工尺寸示意图；
图4为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件杆部加工尺寸示意图；
图5为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件第一次数车和第二次数车过程加工尺寸示意图；
图6为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件磨削过程加工尺寸示意图；
图7为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件螺纹区加工尺寸示意图；
图8为本发明实施例2提供的20.8级螺纹紧固件过渡区加工示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30～0.55％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.10～0.95％，P＜0.020％，S＜0.0010％，Cr：3.25～4.80％，Mo：2.50～4.50％，V：0.35～0.85％和余量的Fe。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括C：0.30～0.55％，优选为0.35～0.55％，更优选为0.35～0.50％，进一步优选为0.40～0.45％。在本发明中，C元素主要起到提高合金钢强度的作用；通过控制其用量，可以避免C元素过多对合金钢延展性和韧性的影响。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括Si：0.15～0.40％，优选为0.20～0.40％，更优选为0.30～0.40％，进一步优选为0.35％。在本发明中，Si元素可以通过固溶强化来提高合金钢的强度和淬透性，通过将Si元素的含量控制在上述范围内，既能够使合金钢具有较好的强度和淬透性，同时可以避免合金钢的韧性降低，从而进一步提高合金钢的力学性能。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括Mn：0.10～0.95％，优选为0.40～0.90％，更优选为0.50～0.80％，进一步优选为0.60～0.70％。在本发明中，Mn元素可以通过固溶强化来提高合金钢的强度和淬透性，通过将Mn元素的含量控制在上述范围内，既能够使合金钢具有较好的强度和淬透性，同时可以避免合金钢的延展性和韧性降低，还可以防止由于Mn元素易在晶界偏析导致晶界脆化而造成的热处理时开裂的现象，从而进一步提高合金钢的力学性能。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括P＜0.020％。在本发明中，所述P元素为杂质元素，控制其含量在较低范围能够降低P元素对钢塑性和冲击韧性的影响。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括S＜0.0010％。在本发明中，所述S元素为杂质元素，控制其含量在较低范围能够降低S元素对钢延展性、韧性和耐腐蚀性能的影响。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括Cr：3.25～4.80％，优选为4.00～4.50％。在本发明中，Cr元素可以通过固溶强化来提高材料强度，同时能够与Si、Mn等合金元素起到协同效果，进一步提高合金钢的抗拉强度，同时Cr元素可以与C元素形成碳化物，在回火过程中析出，利用二次硬化来进一步提高材料强度；通过控制其用量，能够进一步提高合金钢的力学性能。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括Mo：2.50～4.50％，优选为2.80～4.00％，进一步优选为3.00～3.50％。在本发明中，Mo元素可以与C元素形成碳化物，在回火过程中析出，利用二次硬化来进一步提高材料强度；通过控制其用量，能够进一步提高合金钢的力学性能。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括V：0.35～0.85％，优选为0.40～0.70％，进一步优选为0.50～0.80％。在本发明中，V元素是合金钢中析出碳化物、氮化物或碳氮化物的微细析出物元素，通过加入V元素不仅可以作为氢陷阱捕捉氢进行无害化，改善材料耐延迟断裂性能，还可以借助微细析出物提高材料强度，同时V元素能细化晶粒，提高淬透性，提高回火抗力；通过控制其用量，可以进一步提高其效果，从而提高合金钢的性能。
按质量百分比计，本发明提供的超高强度合金钢包括余量的Fe。在本发明中，所述Fe元素作为合金钢的基质元素。
本发明提供的超高强度合金钢不需要加入Ni和Co的等贵重金属，通过对元素的成分进行调整，使其具有很好的力学性能。
本发明对所述超高强度合金钢的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备合金钢的操作得到铸态合金钢即可。
本发明提供了一种20.8级螺纹紧固件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯；所述超高强度合金钢为上述技术方案所述超高强度合金钢；
(2)将所述步骤(1)得到的热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料；
(3)将所述步骤(2)得到的热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件。
本发明将超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯。
在本发明中，所述第一次数车优选按照图3依次进行平面倒角和切断，然后调头装夹，平面并锐角倒钝。本发明通过按照上述工艺进行第一次数车，能够使20.8级螺纹紧固件的尺寸满足要求。
在本发明中，所述热镦优选按照图4镦制头型。本发明对所述热镦的温度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，防止过热、过烧和缺料等缺陷即可。在本发明中，所述热镦的冷却方式优选为空冷。本发明通过上述工艺进行热镦，可以使螺纹紧固件的头部加工尺寸满足要求。
得到热镦毛坯后，本发明将所述热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料。
在本发明中，所述正火的保温温度优选为980～1030℃，更优选为990～1010℃；所述正火的保温时间优选为80～110min，更优选为90～100min；所述正火的冷却方式优选为空冷。在本发明中，所述正火优选在真空炉中进行。本发明对所述真空炉的真空度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，并能够避免正火过程中发生氧化即可。本发明对升温至所述正火温度的升温速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过控制正火的参数在上述范围内，可以使合金钢内部的晶粒进一步细化，同时使碳化物分布均匀化，从而进一步提高螺纹紧固件的机械性能；通过采用真空炉进行正火处理，可以避免正火过程中发生氧化等问题。
在本发明中，所述淬火的保温温度优选为1050～1100℃，更优选为1060～1080℃；所述淬火的保温时间优选为30～60min，更优选为40～50min；所述淬火的冷却方式为油淬；所述油淬时的油温优选为40～60℃，更优选为50℃；所述油淬的时间优选为10～20min，更优选为15min。在本发明中，所述淬火优选在真空炉中进行。本发明对所述真空炉的真空度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，并能够避免淬火过程中发生氧化即可。本发明对升温至所述淬火温度的升温速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过上述工艺进行淬火，可以进一步提高螺纹紧固件的刚性、硬度、耐磨性等性能；通过采用真空炉进行淬火处理，可以避免淬火过程中发生氧化等问题。
在本发明中，所述回火的保温温度优选为550～600℃，更优选为560～580℃；所述回火的保温时间优选为100～150min，更优选为120～130min；所述回火的冷却方式优选为空冷。在本发明中，所述回火优选在真空炉中进行。本发明对所述真空炉的真空度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，并能够避免回火过程中发生氧化即可。本发明通过高温回火消内部应力，从而进一步提高其韧性和塑性；通过采用真空炉进行回火处理，可以避免回火过程中发生氧化等问题。
本发明对所述抛丸的具体操作没有特殊的限定，能够使热处理坯料表面的氧化皮完全去除即可。
得到热处理坯料后，本发明将所述热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件。
在本发明中，所述第二次数车优选按照图5依次进行车六角头、平面倒角、调头装夹、平端面倒角、车丝坯径、车杆径和头下R角。本发明通过上述工艺可以使紧固件数车过程加工尺寸符合要求。
在本发明中，所述磨削优选按照图6精磨丝坯径，磨削杆部至头下倒角处。本发明通过上述工艺进行磨削，能够使螺纹紧固件磨削过程加工尺寸符合要求。
在本发明中，所述滚丝优选按照图7使用滚丝机滚制螺纹。本发明通过上述工艺进行滚丝，能够使螺纹紧固件螺纹区的加工尺寸符合要求。
在本发明中，所述滚R角优选按照图8滚压出紧固件头部与紧固件杆部之间的过渡区。在本发明中，所述滚R角的具体工艺优选为将滚R的滚轮装在滚压夹具上，通过滚R设备向紧固件施加一定的压力并带动紧固件和滚轮转动进行滚压。在本发明中，所述滚压的时间优选为3±1s；所述滚压的压力优选为10～13Kg，更优选为12Kg；所述滚轮的半径优选为0.8±0.1mm；所述螺纹的Amax优选为0.030mm；所述螺纹的Bmax优选为0.025mm；所述螺纹的Cmax优选为2.5mm。本发明通过上述工艺进行滚R角并控制其参数，能够使螺纹紧固件过渡区的加工尺寸符合要求。
本发明制备螺纹紧固件的制备方法简单，只需使用常规的设备即可大规模制备，适用于工艺大规模生产。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种超高强度合金钢，按质量百分比计，由以下组分组成：C：0.36％、Si：0.36％、Mn：0.40％、P：0.01％、S：0.0005％、Cr：4.25％、Mo：3.15％、V：0.45％和余量的Fe。
实施例2
一种20.8级螺纹紧固件的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯；在本发明中，所述第一次数车按照图3依次进行平面倒角和切断，然后调头装夹，平面并锐角倒钝；所述热镦优选按照图4镦制头型，所述热镦的冷却方式为空冷；所述超高强度合金钢为实施例1提供的超高强度合金钢；
(2)将所述步骤(1)得到的热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料；所述正火的保温温度为1030℃，所述正火的保温时间为100min，所述正火的冷却方式为空冷；所述淬火的保温温度为1050℃，所述淬火的保温时间为60min，所述淬火的冷却方式为油淬；所述油淬时的油温为50℃，所述淬火的时间为15min；所述回火的保温温度为560℃，所述回火的保温时间为120min，所述回火的冷却方式为空冷；
(3)将所述步骤(2)得到的热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件；所述第二次数车按照图5依次进行车六角头、平面倒角、调头装夹、平端面倒角、车丝坯径、车杆径和头下R角；所述磨削按照图6精磨丝坯径，磨削杆部至头下倒角处；所述滚丝按照图7使用滚丝机滚制螺纹；所述滚R角按照图8滚压出紧固件头部与紧固件杆部之间的过渡区；所述滚R角的具体工艺为将滚R的滚轮装在滚压夹具上，通过滚R设备向紧固件施加一定的压力并带动紧固件和滚轮转动进行滚压；所述滚压的时间为3s。
对实施例2制备得到的20.8级螺纹紧固件进行力学性能测试，测试标准为：室温单轴拉伸实验、双剪实验和疲劳实验参考标准GJB 3376-1998《MJ螺纹合金钢及不锈钢螺栓、螺钉通用规范》，应力持久性实验参考标准GJ/B715.12-1990《紧固件实验方法应力持久性》。
经过测试，实施例2制备得到的20.8级螺纹紧固件的抗拉强度为2028MPa，屈服强度为1633MPa，塑性为8.0％，剪切力为119KN，疲劳寿命为130000次(载荷比＝0.1)，应力持久性能在0.75倍抗拉强度下保持时间为96h，为超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件。
实施例3
步骤(2)中回火温度为570℃，其他条件和实施例2相同。
对实施例3制备得到的20.8级螺纹紧固件进行力学性能测试，测试标准和实施例2相同。
经过测试，实施例3制备得到的20.8级螺纹紧固件的抗拉强度为2054MPa，屈服强度为1667MPa，塑性为8.0％，剪切力为119KN，疲劳寿命为130000次(载荷比＝0.1)，应力持久性能在0.75倍抗拉强度下保持时间为96h，为超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件。
实施例4
步骤(2)中回火温度为580℃，其他条件和实施例2相同。
对实施例4制备得到的20.8级螺纹紧固件进行力学性能测试，测试标准和实施例2相同。
经过测试，实施例4制备得到的20.8级螺纹紧固件的抗拉强度为2081MPa，屈服强度为1672MPa，塑性为8.5％，剪切力为119KN，疲劳寿命为130000次(载荷比＝0.1)，应力持久性能在0.75倍抗拉强度下保持时间为96h，为超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件。
通过实施例2～4的记载可知，本发明提供的超高强度合金钢制备的20.8级螺纹紧固件具有优异的力学性能，为超高强度(20.8级)MJ螺纹紧固件；通过对热处理的参数进行调整，能够使螺纹紧固件的力学性能进一步提升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种20.8级螺纹紧固件，所述20.8级螺纹紧固件由超高强度合金钢制备得到；
所述超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30~0.55%，Si：0.15~0.40%，Mn：0.10~0.95%，P＜0.020%，S＜0.0010%，Cr：3.25~4.80%，Mo：2.50~4.50%，V：0.35~0.85%和余量的Fe；
所述20.8级螺纹紧固件的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯；
（2）将所述步骤（1）得到的热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料；
（3）将所述步骤（2）得到的热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件；
所述步骤（2）中正火的保温温度为980~1030℃，正火的保温时间为80~110min，正火的冷却方式为空冷；
所述步骤（2）中淬火的保温温度为1050~1100℃，淬火的保温时间为30~60min，淬火的冷却方式为油淬；油淬的油温为40~60℃，油淬的时间为10~20min；
所述步骤（2）中回火的保温温度为550~600℃，回火的保温时间为100~150min，回火的冷却方式为空冷。
2.根据权利要求1所述的20.8级螺纹紧固件，其特征在于，所述超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.30~0.55%，Si：0.20~0.40%，Mn：0.40~0.90%，P＜0.020%，S＜0.0010%，Cr：3.50~4.80%，Mo：2.50~3.50%，V：0.40~0.80%和余量的Fe。
3.根据权利要求2所述的20.8级螺纹紧固件，其特征在于，所述超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.35~0.50%，Si：0.30~0.40%，Mn：0.50~0.80%，P＜0.020%，S＜0.0010%，Cr：3.50~4.50%，Mo：2.50~3.50%，V：0.40~0.70%和余量的Fe。
4.根据权利要求3所述的20.8级螺纹紧固件，其特征在于，所述超高强度合金钢，按质量百分比计，包括以下组分：C：0.40~0.45%，Si：0.35~0.40%，Mn：0.60~0.70%，P＜0.020%，S＜0.0010%，Cr：4.00~4.50%，Mo：2.50~3.00%，V：0.50~0.60%和余量的Fe。
5.权利要求1~4任意一项所述20.8级螺纹紧固件的制备方法，包括以下步骤：
（1）将超高强度合金钢依次进行第一次数车和热镦，得到热镦毛坯；所述超高强度合金钢为权利要求1~4任意一项所述超高强度合金钢；
（2）将所述步骤（1）得到的热镦毛坯依次进行正火、淬火、回火和抛丸，得到热处理坯料；
（3）将所述步骤（2）得到的热处理坯料依次进行第二次数车、磨削、滚丝和滚R角，得到20.8级螺纹紧固件；
所述步骤（2）中正火的保温温度为980~1030℃，正火的保温时间为80~110min，正火的冷却方式为空冷；
所述步骤（2）中淬火的保温温度为1050~1100℃，淬火的保温时间为30~60min，淬火的冷却方式为油淬；油淬的油温为40~60℃，油淬的时间为10~20min；
所述步骤（2）中回火的保温温度为550~600℃，回火的保温时间为100~150min，回火的冷却方式为空冷。
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