WO2018090682A1 - 一种紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢及其制造方法 - Google Patents

一种紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢及其制造方法 Download PDF

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许晓红
黄镇
邵淑艳
刘学文
孔祥伟
胡绍鑫
张旭东
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Definitions

  • the invention belongs to the technical field of special round steel manufacturing, and particularly relates to a high-hardenability medium carbon low-alloy round steel which can meet the mechanical performance requirements of a fastener of 65 mm after quenching and tempering and a manufacturing method thereof. Background technique
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a CrB-type medium carbon low-alloy round steel, which replaces high-mo, high-Ni 40CrNiMo, 34CrNiMo6 and the like, and can produce a maximum specification of 65 mm. Fasteners with mechanical properties meeting the ISO 898-1 standard for cost reduction.
  • a high-hardenability medium carbon low-alloy round steel for fasteners characterized in that: the chemical composition of the round steel is C by mass percentage: 0.36-0.44%, Si : 0.15 ⁇ 0.40 ⁇ 3 ⁇ 4, Mn: 0.80 ⁇ 1.00 ⁇ 3 ⁇ 4, Cr: 1.00 ⁇ 1.15 ⁇ 3 ⁇ 4, Mo: 0.05 ⁇ 0.25 ⁇ 3 ⁇ 4, Ni: 0.05 ⁇ 0.25 ⁇ 3 ⁇ 4, Cu: 0.05 ⁇ 0.25 ⁇ 3 ⁇ 4, A1: 0.015 ⁇ 0.050 ⁇ 3 ⁇ 4, B:0.0010 ⁇ 0.0050 ⁇ 3 ⁇ 4, Ti: 0.020 ⁇ 0.050 ⁇ 3 ⁇ 4, balance is Fe
  • the diameter of the round steel is up to 65mm.
  • the mechanical structure and performance after quenching and tempering meet the requirements of ISO 898-1 and other equivalent standards.
  • Tensile test the stretch diameter of the sample is 75% of the nominal size, the yield strength of the round steel is Rp0.2 ⁇ 940MPa, the tensile strength Rm is in the range of 1040 ⁇ 1140MPa, the elongation is ⁇ 9 ⁇ 3 ⁇ 4, the area shrinkage ⁇ 48%, Take the Akv2 impact sample at one-half radius, the Charpy impact energy ⁇ 27J at -20°C, the full-section HV0.3 hardness of round steel is 320 ⁇ 380HV, and the full-section hardness difference is less than 30HV.
  • C Increasing the hardenability, strength and hardness of the material, but reducing the ductility and toughness, and increasing the ductile-brittle transition temperature, the present invention adopts the medium carbon content.
  • the present invention controls its content to be 0.36 to 0.44%.
  • Si is a deoxidizing element in steel and increases the strength of steel in a solid solution strengthening form.
  • the Si content is less than 0.10% ⁇ , the deoxidation effect is poor, the Si content is high, and the toughness is lowered.
  • the Si content of the present invention is controlled to be 0.15 to 0.40%.
  • Mn is an element which improves the hardenability of steel, and improves the strength of the steel by solid solution strengthening. However, the excess Mn tends to lower the plasticity and toughness of the steel. In order to achieve the matching of strength, plasticity and toughness, the Mn content of the present invention is controlled to be 0.80 to 1.00 ⁇ 3 ⁇ 4.
  • Cr, Mo increase the hardenability and toughness of the material, Mo also has a reduced ductile-brittle transition temperature, inhibits temper brittleness, enhances the precipitation strengthening effect of carbon and tantalum nitride, inhibits massive ferrite, and hinders P segregation. The effect is equal, but Mo is a precious metal. If the amount of addition is too high, the manufacturing cost is increased. Therefore, the present invention controls the Cr content to be 1.00-1.5% and the Mo content to be 0.05 ⁇ 0.25 ⁇ 3 ⁇ 4.
  • Ni is an element which improves the hardenability of steel and can remarkably improve its low temperature toughness, and has a good influence on impact toughness and ductile-brittle transition temperature.
  • Ni is also a precious metal, and an excessively high content increases the cost.
  • the Ni content of the present invention is controlled to be 0.05 to 0.25%, which is advantageous for achieving an optimal cost performance.
  • Cu The hardenability of the steel material can be improved. However, the excessively high Cu content is liable to cause copper brittleness and deteriorate the surface properties of the steel.
  • the Cu content of the present invention is 0.05 to 0.25%.
  • B is the most significant element for improving the hardenability of steel, and has replaced the precious metal in the patent of the present invention. 0050% ⁇ The Mo content of the Mo, Ni, in order to achieve a cost reduction, the B content of the present invention is controlled at 0.0010 ⁇ 0. 0050%.
  • Ti mainly plays a role of nitrogen fixation, Ti combines with N in the early stage of solidification of the continuous casting billet, forms TiN particles inside the crystal grains, thereby reducing the reaction between B and N, and fully exerting the effect of B to improve hardenability, and its content control At 0.020 ⁇ 0.050%.
  • A1 Mainly for nitrogen fixation and deoxidation.
  • the A1N formed by the combination of A1 and N can effectively refine the crystal grains, but if the content is too high, the toughness of the steel is impaired, and the castability of the molten steel is deteriorated.
  • the Alt content of the present invention is controlled to be 0.015 to 0.050%.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned high-hardenability medium carbon low-alloy round steel for fasteners: the process step is that the smelting raw materials are sequentially subjected to converter smelting or electric furnace smelting, LF refining, RH degassing or VD is degassed to produce molten steel. After refining, the Ti wire and boron iron are fed. The molten steel is cast into a continuous casting billet with a low superheat degree of 15 ⁇ 40 °C, and the continuous casting billet is sent at 300 ⁇ 600 °C.
  • the continuous casting billet is heated to 1200 ⁇ 1250 ° C, the insulation is 3 ⁇ 10 hours, baked; after descaling by high pressure water at 1 100 ⁇ 1150 °C Rolling and rolling into round steel bars in the temperature range; the bar is directly subjected to continuous furnace quenching and tempering to obtain quenched and tempered round steel; the quenched and tempered round steel can be directly used for processing to meet the ISO 898-1 standard 10.9 class bolts and the like. firmware.
  • the quenching and tempering process includes quenching and tempering, which can be carried out in a roller-type continuous furnace or induction line, and is carried out on a roller hearth furnace, and the quenching heating temperature is 840 to 880 ° C, and between the furnaces is 60 ⁇ 360min, quenching ring water quenching; tempering heating temperature is 530 ⁇ 620 °C, between 300 ⁇ 600min between furnaces, air cooling or water cooling to room temperature after baking; ⁇ on induction line, quenching heating temperature is 880 ⁇ 950 ° C, between the furnaces for 3 to 10 min, quenching ring water quenching; tempering heating temperature is 600 ⁇ 700 ° C, between the furnaces for 3 ⁇ 10min, after the furnace is air cooled or water cooled to room temperature.
  • the invention has the advantages that: using a very small amount of alloying elements B and Ti, instead of part of the precious alloying elements Mo, Ni, the hardenability of the steel bar is improved, and the production of the maximum diameter of up to 65 mm is tight.
  • Firmware products in order to meet the requirements of ISO 898-1, more than 90% of the core of the steel quenched martensite, full section Vickers hardness HV0.3 difference ⁇ 30HV, -20 °C impact work Akv2 ⁇ 27J and other mechanical and physical properties On the basis of the requirements, Significantly reduce the production cost of the product alloy raw materials.
  • Example 1 is a quenched + tempered core structure (lOOx) in Example 1 of the present invention
  • Embodiment 2 is a quenched + tempered core structure (lOOx) in Embodiment 2 of the present invention
  • Example 3 is a quenched + tempered core structure (100 ⁇ ) in Example 3 of the present invention.
  • the steel for fasteners according to the embodiment has a diameter of 64 mm and is heat-treated according to the requirements of 10.9 fasteners.
  • the chemical composition thereof is expressed by mass percentage: C: 0.42%, Si: 0.25%, Mn: 0.95%. , Cr : 1.10 % , Mo: 0.10% , Ni: 0.12, Cu: 0.12%, Al: 0.018%, B: 0.0020%, Ti: 0.025%
  • the balance is iron and inevitable impurity elements.
  • Process The main raw material is sequentially subjected to electric furnace smelting, LF refining, VD degassing to produce molten steel, and after the refining, the titanium wire and the borax iron are fed; the molten steel is subjected to a low superheat degree of 15 to 30 ° C for the entire argon gas protection pouring.
  • Continuous casting slab continuous casting billet is slowly cooled for 32 hours; the continuous casting slab is heated to 1250 ° C, 4 hours of heat preservation; after descaling by high pressure water, rolling at 1150 ° C, rolling into round steel Bars; rods are quenched by high-pressure water quenching ring after continuous austenitizing at 840 ° C / 3 ⁇ in a continuous roller hearth furnace, and then tempered at 620 ° C / 6 ⁇ , air-cooled after being discharged, and the current routine
  • Table 1, Table 2 and Figure 1 It can be seen that the Mo and Ni contents of this embodiment are greatly reduced, and the precious metal is added less.
  • the mechanical properties, cross-sectional hardness distribution and metallographic structure of the core are in compliance with the requirements of ISO 898-1.
  • the steel for fasteners according to this embodiment has a diameter of 54 mm and is heat-treated according to the requirements of 10.9 fasteners.
  • the chemical composition thereof is expressed by mass percentage: C: 0.37%, Si: 0.22%, Mn: 0.95%. , Cr: 1.10 %, Mo: 0.08%, Ni: 0.10, Cu: 0.10%, Al: 0.022%, B: 0.0023%, Ti: 0.028%
  • the balance is iron and inevitable impurity elements.
  • the round steel is sequentially produced by electric furnace smelting, LF refining, VD degassing to produce molten steel, and after the refining is finished, the titanium wire and the boron iron are fed; the molten steel is continuously argon gas-protected and poured into a low-heat degree of 15 to 30 ° C.
  • the steel for the fastener according to the embodiment is 48 mm in diameter, and is heat-treated according to the requirements of the 8.8-class fastener.
  • the chemical composition thereof is expressed by mass percentage: C: 0.36%, Si: 0.21%, Mn: 0.92% , Cr: 1.08%, Mo: 0.08%, Ni: 0.06, Cu: 0.08%, Al: 0.023%, B: 0.0025%, Ti: 0.026%, the balance being iron and inevitable impurity elements.
  • the round steel is sequentially subjected to KR pretreatment, converter smelting, LF refining, RH degassing to produce molten steel, and after the refining, the titanium wire and the boron iron are fed; the molten steel adopts a low superheat degree of 15 to 30 ° C for the entire process of argon gas.
  • the casting is protected into a continuous casting billet, and the continuous casting billet is heated at 400 ° C; the continuous casting billet is heated to 1200 ° C, and the steel is kept for 4 hours; the steel is descaled by high pressure water and rolled in a temperature range of 1100 ° C.
  • Example 3 The composition of carbon steel in CrB is comparable to that of 40CrNiMo round steel (wt ⁇ 3 ⁇ 4 [Table 3]
  • the present invention includes other embodiments, and any technical solutions formed by equivalent transformation or equivalent replacement are included in the scope of protection of the present invention.

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Abstract

紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢，化学成分按质量百分比计为C：0.36～0.44％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.80～1.00％，Cr：1.00～1.15％，Mo：0.05～0.25％，Ni：0.05～0.25％，Cu：0.05～0.25％，Al：0.015～0.050％，B：0.0010～0.0050％，Ti：0.020～0.050％，余量为Fe；圆钢直径最大为65mm。生产流程：转炉冶炼、LF精炼、RH/VD脱气，喂Ti线与硼铁，连铸，轧成棒材，经调质处理获得调质圆钢；调质后的圆钢可直接用于加工满足ISO 898-1标准10.9级别螺栓等紧固件。

Description

说明书 发明名称：一种紧固件用高淬透性中碳氐合金圆钢及其制造方法 技术领域
[0001] 本发明属于特种圆钢制造技术领域， 具体涉及一种经调质后可满足 65mm规格 紧固件机械性能要求的高淬透性的中碳低合金圆钢及其制造方法。 背景技术
[0002] 目前市场上的紧固件产品大多均根据 IS0898-1 : 紧固件机械性能-螺栓、 螺钉 和螺柱要求进行生产， 该标准中表 3对紧固件的机械和物理性能提出了非常严格 的要求， 其中的难点有： ①钢材在淬火后芯部马氏体组织需达到 90%以上； ②在 满足各强度级别强、 硬度范围的基础上， 还需满足表面与芯部维氏硬度 HV0.3之 差≤3(¾¥； ③采用与拉伸段为 75%紧固件直径的整体拉伸试样检验强度、 延伸率 、 断面收缩率等机械性能指标、 ④在满足高级别强度、 塑性指标的基础上， 满足 -20°C冲击功 Akv2≥27J。 这就要求生产紧固件的钢材具有良好的淬硬性， 在淬火 吋能得到足够的淬硬层深度， 确保马氏体比例， 从而保证最终产品的组织、 硬 度均匀性与强韧性匹配。 紧固件产品规格越大， 对钢材的淬硬性要求就越高， 生产难度也越大。 目前， 通常采用 32CrB4或 42CrMo等钢生产 45mm以下规格紧 固件， 对≥45mm规格的紧固件产品， 通常采用 Mo、 Ni等贵重金属含量更高的 40 CrNiMo. 4140MOD等钢， 否则无法满足芯部淬火组织、 横截面硬度分布及强韧 性匹配要求。
技术问题
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述技术要求， 提供一种 CrB类中碳低合金 圆钢， 取代高 Mo、 高 Ni的 40CrNiMo、 34CrNiMo6等钢， 可生产最大规格可达到 65mm的， 机械性能满足 ISO 898-1标准的紧固件， 实现成本降低的目的。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 本发明解决上述问题所采用的技术方案为： 一种紧固件用高淬透性中碳低合金 圆钢， 其特征在于： 该该圆钢的化学成分按质量百分比计为 C: 0.36-0.44%, Si ： 0.15〜0.40<¾， Mn: 0.80〜1.00<¾， Cr: 1.00〜1.15<¾， Mo: 0.05〜0.25<¾， Ni ： 0.05〜0.25<¾， Cu: 0.05〜0.25<¾， A1: 0.015〜0.050<¾， B:0.0010〜0.0050<¾， Ti: 0.020〜0.050<¾， 余量为 Fe
及不可避免的杂质元素。 圆钢的直径最大为 65mm， 调质处理后机械组织及性能 满足 ISO 898-1标准要求及其它等同标准中 10.9级紧固件要求： 淬火态马氏体组织 含量≥90%， 调质后取拉伸试样检验， 试样拉伸段直径为名义尺寸的 75%， 圆钢 的屈服强度 Rp0.2≥940MPa， 抗拉强度 Rm满足 1040〜1140MPa范围， 延伸率≥9<¾ ， 断面收缩率≥48%， 二分之一半径处取 Akv2冲击试样， -20°C夏比冲击功≥27J ， 圆钢全截面 HV0.3硬度 320〜380HV， 全截面硬度差异 30HV以内。
[0005] 本发明圆钢的化学成分是这样确定的：
[0006] C: 增加材料淬透性、 强度和硬度， 但降低塑性和韧性， 升高韧脆转变温度， 本发明采用中碳含量。 本发明控制其含量为 0.36〜0.44%。
[0007] Si: 是钢中的脱氧元素， 并以固溶强化形式提高钢的强度。 Si含量低于 0.10% 吋， 脱氧效果较差， Si含量较高吋降低韧性。 本发明 Si含量控制为 0.15〜0.40%
[0008] Mn: 是提高钢淬透性的元素， 并起固溶强化作用提高钢材的强度。 但过量的 Mn易降低钢材塑、 韧性， 为了达到强度、 塑性、 韧性的匹配， 本发明 Mn含量 控制在 0.80〜1.00<¾。
[0009] Cr、 Mo: 增加材料淬透性及强韧性， Mo还具有降低韧脆转变温度， 抑制回火 脆性， 提高碳、 氮化铌沉淀强化效果， 抑制块状铁素体， 阻碍 P偏析等作用， 但 Mo属于贵金属， 添加量过高会拉高制造成本， 因此， 本发明将 Cr含量控制在 1.0 0—1.15% , Mo含量控制在 0.05〜0.25<¾。
[0010] Ni: 是提高钢的淬透性并可以显著改善其低温韧性的元素， 对冲击韧性和韧脆 转变温度具有良好的影响。 另外， Ni也是贵重金属， 含量过高会增加成本。 综 合考虑， 本发明 Ni含量控制在 0.05〜0.25%， 有利于达到最优的性价比。
[0011] Cu: 可提高钢材的淬透性。 但过高的 Cu含量易产生铜脆现象， 恶化钢材的表 面性能， 本发明 Cu含量为 0.05〜0.25%。
[0012] B: 是提高钢的淬透性最为显著的元素， 在本发明专利中起到了代替贵重金属 Mo、 Ni的重要作用， 从而实现成本降低， 本发明专利中 B含量控制在 0.0010〜0. 0050%。
[0013] Ti: 主要起固氮作用， Ti在连铸坯凝固前期与 N结合， 在晶粒内部形成 TiN颗粒 ， 从而减少 B与 N的反应， 充分发挥 B提高淬透性的作用， 其含量控制在 0.020〜0 .050%。
[0014] A1: 主要是起固氮和脱氧作用。 A1与 N结合形成的 A1N可以有效地细化晶粒， 但含量过高会损害钢的韧性， 并且恶化钢水浇铸性， 本发明 Alt含量控制在 0.015- 0.050%。
[0015] 本发明的另一目的是提供上述紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢的制造方法： 工艺步骤为冶炼原料依次经转炉冶炼或电炉冶炼、 LF精炼、 RH脱气或 VD脱气 生产出钢水， 精炼结束后喂入 Ti线与硼铁； 钢水采用 15〜40°C的低过热度全程氩 气保护浇注成连铸坯， 连铸坯经 300〜600°C温送或入缓冷坑缓冷 32小吋以上， 出 坑； 将连铸坯加热至 1200〜1250°C， 保温 3〜10小吋， 出炉； 经高压水除鳞后在 1 100〜1150°C的温度范围内幵轧， 轧成圆钢棒材； 棒材直接进行连续炉调质处理 获得调质圆钢； 调质后的圆钢可直接用于加工满足 ISO 898-1标准 10.9级别螺栓等 紧固件。
[0016] 上述调质工艺包括淬火和回火， 可在辊底式连续炉或感应线上进行， 在辊底炉 上进行吋， 淬火加热温度为 840〜880°C， 在炉吋间为 60〜360min， 使用淬火环 水淬； 回火加热温度为 530〜620°C， 在炉吋间为 300〜600min， 出炉后空冷或水 冷至室温； 在感应线上进行吋， 淬火加热温度为 880〜950°C， 在炉吋间为 3〜10 min， 使用淬火环水淬； 回火加热温度为 600〜700°C， 在炉吋间为 3〜10min， 出 炉后空冷或水冷至室温。
发明的有益效果
有益效果
[0017] 与现有技术相比， 本发明的优点在于： 采用极少量的合金元素 B与 Ti， 代替部 分贵重合金元素 Mo、 Ni来提高钢棒淬透性， 生产最大直径可达 65mm的紧固件产 品， 在保证满足 ISO 898-1标准中钢材芯部 90%以上淬火马氏体、 全截面维氏硬 度 HV0.3差异≤30HV、 -20°C冲击功 Akv2≥27J等机械及物理性能要求的基础上， 显著降低了产品合金原料的生产成本。
对附图的简要说明
附图说明
[0018] 图 1为本发明实施例 1中淬火 +回火态芯部组织 （lOOx) ；
[0019] 图 2为本发明实施例 2中淬火 +回火态芯部组织 （lOOx) ；
[0020] 图 3为本发明实施例 3中淬火 +回火态芯部组织 （lOOx) 。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0021] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022] 实施例 1
[0023] 本实施例涉及的紧固件用钢直径为 64mm， 按 10.9级紧固件要求进行热处理， 其化学成分按质量百分比计为： C: 0.42% , Si: 0.25% , Mn: 0.95% , Cr: 1.10 % , Mo: 0.10% , Ni: 0.12， Cu: 0.12%, Al: 0.018%, B:0.0020%, Ti: 0.025%
， 余量为铁及不可避免的杂质元素。
[0024] 工艺流程： 主体原料依次经电炉冶炼、 LF精炼、 VD脱气生产出钢水， 精炼结 束后喂入钛线和硼铁； 钢水采用 15〜30°C的低过热度全程氩气保护浇注成连铸坯 ， 连铸坯缓冷 32小吋； 将连铸坯加热至 1250°C， 保温 4小吋出炉； 经高压水除鳞 后在 1150°C的温度下幵轧， 轧成圆钢棒材； 棒材在连续式辊底炉经 840°C/3小吋 奥氏体化后采用高压水淬火环淬火， 再经过 620°C/6小吋回火， 出炉后空冷， 与 目前常规使用的用于制造大规格紧固件的 40CrNiMo钢的成分、 力学性能及金相 组织对比如表 1、 表 2及图 1， 可看出本实施例 Mo、 Ni含量大大降低， 贵重金属添 加少同吋机械性能、 横截面硬度分布以及芯部金相组织均符合 ISO 898-1标准要 求。
[0025] 表 1实施例 1中 CrB中碳钢成分与比较例 1圆钢的成分能对比 （wt<¾) [表 1]
Figure imgf000007_0001
[0026]
[0027] 表 2实施例 1棒料调质后性能与比较例 1圆钢对比
[]
Figure imgf000007_0002
[0028] ※采用整体试样测定拉伸性能； 横截面维氏硬度最大值-最小值≤30HV。
[0029]
[0030] 实施例 2
[0031] 本实施例涉及的紧固件用钢直径为 54mm， 按 10.9级紧固件要求进行热处理， 其化学成分按质量百分比计为： C: 0.37% , Si: 0.22% , Mn: 0.95% , Cr: 1.10 % , Mo: 0.08% , Ni: 0.10， Cu: 0.10%, Al: 0.022%, B:0.0023%, Ti: 0.028%
， 余量为铁及不可避免的杂质元素。
[0032] 上述圆钢依次经电炉冶炼、 LF精炼、 VD脱气生产出钢水， 精炼结束后喂入钛 线和硼铁； 钢水采用 15〜30°C的低过热度全程氩气保护浇注成连铸坯， 连铸坯 40 0°C温送加热； 将连铸坯加热至 1200°C， 保温 4小吋出炉； 经高压水除鳞后在 1100 °C的温度范围内幵轧， 轧成圆钢棒材； 棒材在感应线经 880°C/5分钟奥氏体化后 采用淬火环淬火， 再在辊底炉中经过 550°C/5小吋回火， 出炉后空冷， 与目前常 规使用的 40CrNiMo钢的成分、 力学性能及金相组织对比如表 3、 表 4及图 2， 可看 出本实施例 Mo、 Ni含量大大降低， 同吋机械性能、 横截面硬度分布以及芯部金 相组织均符合 ISO 898-1标准要求。 [0033] 表 3实施例 2中 CrB中碳钢成分与比较例 2圆钢的成分对比 （wt<¾
[] [表 2]
Figure imgf000008_0001
[0034]
[0035] 表 4实施例 2棒料调质后性能与与比较例 2圆钢对比
[]
Figure imgf000008_0002
[0036] ※采用整体试样测定拉伸性能； 横截面维氏硬度最大值-最小值≤30HV。
[0037]
[0038] 实施例 3
[0039] 本实施例涉及的紧固件用钢直径为 48mm， 按 8.8级紧固件要求进行热处理， 其 化学成分按质量百分比计为： C: 0.36% , Si: 0.21% , Mn: 0.92% , Cr: 1.08% ， Mo: 0.08% , Ni: 0.06， Cu: 0.08% , Al: 0.023%, B :0.0025%, Ti: 0.026%, 余量为铁及不可避免的杂质元素。
[0040] 上述圆钢依次经 KR预处理、 转炉冶炼、 LF精炼、 RH脱气生产出钢水， 精炼结 束后喂入钛线和硼铁； 钢水采用 15〜30°C的低过热度全程氩气保护浇注成连铸坯 ， 连铸坯 400°C温送加热； 将连铸坯加热至 1200°C， 保温 4小吋出炉； 经高压水除 鳞后在 1100°C的温度范围内幵轧， 轧成圆钢棒材； 棒材在连续式感应线上经 950 °C/4分钟奥氏体化后采用淬火环淬火， 再经过 700°C/4分钟回火， 出炉后空冷， 与 目前常规使用的 4140MOD钢的成分、 力学性能及金相组织对比如表 5、 表 6及图 3 ， 可看出本实施例 Mo、 Ni含量大大降低， 同吋机械性能、 横截面硬度分布以及 芯部金相组织均符合 ISO 898-1标准要求。
表 5实施例 3中 CrB中碳钢成分与 40CrNiMo圆钢的成分能对比 （wt<¾ [表 3]
Figure imgf000009_0001
表 6实施例 3棒料调质后性能与 40CrNiMo圆钢对比
[]
Figure imgf000009_0002
[0044] ※采用整体试样测定拉伸性能； 横截面维氏硬度最大值-最小值≤30HV。
[0045] 除上述实施例外， 本发明还包括有其他实施方式， 凡采用等同变换或者等效替 换方式形成的技术方案， 均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢， 其特征在于： 该该圆钢的化 学成分按质量百分比计为 C: 0.36—0.44% , Si: 0.15—0.40%, Mn: 0 .80〜1.00<¾， Cr: 1.00〜1.15<¾， Mo: 0.05〜0.25<¾， Ni: 0.05〜0.25 % , Cu: 0.05〜0.25<¾， A1: 0.015〜0.050<¾， B:0.0010〜0.0050<¾， Ti ： 0.020〜0.050%， 余量为 Fe及不可避免的杂质元素；
圆钢的直径最大为 65mm， 调质处理后机械组织及性能满足 ISO 898-1 标准要求及其它等同标准中 10.9级紧固件要求： 淬火态马氏体组织含 量≥90%， 调质后取拉伸试样检验， 试样拉伸段直径为名义尺寸的 75 %, 圆钢的屈服强度 Rp0.2≥940MPa， 抗拉强度 Rm满足 1040〜1140M Pa范围， 延伸率≥9<¾， 断面收缩率≥48<¾， 二分之一半径处取 Akv2冲 击试样， -20°C夏比冲击功≥27J， 圆钢全截面 HV0.3硬度 320〜380HV ， 全截面硬度差异 30HV以内。
[权利要求 2] —种制造权利要求 1所述紧固件用高淬透性中碳低合金圆钢的方法， 其特征在于： 工艺步骤为冶炼原料依次经转炉冶炼或电炉冶炼、 LF 精炼、 RH脱气或 VD脱气生产出钢水， 精炼结束后喂入 Ti线与硼铁； 钢水采用 15〜40°C的低过热度全程氩气保护浇注成连铸坯， 连铸坯经 300〜600°C温送或入缓冷坑缓冷 32小吋以上， 出坑； 将连铸坯加热至 1200〜1250°C， 保温 3〜10小吋， 出炉； 经高压水除鳞后在 1100〜115 0°C的温度范围内幵轧， 轧成圆钢棒材； 棒材直接进行连续炉调质处 理获得调质圆钢； 调质后的圆钢可直接用于加工满足 ISO
898-1标准 10.9级别螺栓等紧固件；
上述调质工艺包括淬火和回火， 可在辊底式连续炉或感应线上进行， 在辊底炉上进行吋， 淬火加热温度为 840〜880°C， 在炉吋间为 60〜36 Omin, 使用淬火环水淬； 回火加热温度为 530〜620°C， 在炉吋间为 30 0〜600min， 出炉后空冷或水冷至室温； 在感应线上进行吋， 淬火加 热温度为 880〜950°C， 在炉吋间为 3〜10min， 使用淬火环水淬； 回火 加热温度为 600〜700°C， 在炉吋间为 3〜10min， 出炉后空冷或水冷至
Figure imgf000011_0001
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