本发明专利技术提供了一种800MPa级高强度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：0.15％～0.30％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.30％～0.70％、Ni：0.25％～0.55％、Cu：0.15％～0.40％、V：0.02％～0.10％，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、VD、方坯连铸、方坯连轧、钢坯清理、加热、轧制、控冷、精整，采用本发明专利技术所涉及冷镦钢盘条制造的800MPa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。
A Weatherproof Cold Heading Steel Wire Rod for 800MPa Fasteners and Its Production Method
【技术实现步骤摘要】
一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法
本专利技术属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法。
技术介绍
相较于钢筋混凝土结构来说，钢结构由于装配简便，可回收，环境友好等优点逐渐得到更广泛的应用，除传统的输电铁塔、风电塔之外，钢结构在桥梁的应用也越来越多，目前在欧美国家，钢结构桥梁占新建桥梁的比例在90％以上。然而钢结构需要面临一个重要的问题——腐蚀，对于普通的结构钢来说，由于其表面腐蚀产物结构疏松，腐蚀可以沿着腐蚀层与基体的界面不断向基体内部推进，从而大大缩短钢结构的使用寿命并产生安全隐患。为了解决上述问题，可采用表面涂漆或涂镀来增加抗腐蚀能力，但前者需要持续的维护，后者在涂镀层受外力因素破坏后将失去保护作用，因此需要开发钢结构本体耐腐蚀的材料。目前国内对于桥梁用板材、铁架用型材的耐腐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。专利技术《耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法》(申请号：201610129356.4)公开了一种耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法，其成分按重量百分含量为：C0.12～0.18％、Si0.15～0.35％、Mn0.60～0.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr0.70～0.90％、Ni0.20～0.50％、Cu0.20～0.50％，其余为铁和微量杂质。但该专利技术所述的成分范围中C、Mn含量较常见的8.8级冷镦钢盘条中的C、Mn元素含量偏低，在满足8.8级紧固件对强度的要求方面可能存在困难，若通过降低回火温度的方式达到强度要求，则引起安全性问题。专利技术《一种耐大气腐蚀的高强度免退火冷镦钢的制备方法》(申请号：201310290465.0)公开了制备方法包括熔化、氧化、检测合金成分并调整、精炼、浇铸、热轧、热处理，其化学元素重量的百分比为：C0.35-0.50、硅0.45-0.55、锰0.25-0.356、磷0.005-0.025、硫0.005-0.02、铬0.35-0.55、铜0.65-0.80、锌1.0-1.2、钨0.2-0.3、Bi0.19-0.22、Yb0.01-0.02、Ni0.08-0.12、Sn0.01-0.03、Gd0.02-0.04、Dy0.12-0.18、余量为铁；该专利技术在大气和水环境下，材料表面耐氧化腐蚀，具有较长的使用寿命，冷墩成型无须退火，进行热处理，金属消耗小，但强度高，可用于加工8.8级螺栓及配套螺母；与普通中高强度冷墩钢比，含碳量大大降低，具有优良的焊接性能。不足之处在于，该专利技术提供的的材料可满足8.8级螺栓及配套螺母的强度要求，但相比普通8.8级冷镦钢盘条来说，C、Si含量有较大幅度的提高，导致材料加工性能的恶化，因此必须通过该专利技术所述的热处理工艺改善加工性能。另外，该专利技术大量添加了贵金属和稀土元素，必将大大提高材料的生产成本，增加材料推广的难度，限制材料的使用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种可以满足800MPa级高强紧固件的性能要求，并使其具有良好的耐腐蚀能力的一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法。本专利技术目的是这样实现的：一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.15％～0.30％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.30％～0.70％、Ni：0.25％～0.55％、Cu：0.15％～0.40％、V：0.02％～0.10％，其它为Fe和不可避免杂质元素。本专利技术成分设计理由如下：C：C是钢中固溶强化作用最明显的元素，随C含量增加，钢的强度、硬度上升，塑性、韧性下降，为满足8.8级紧固件的强度需要，并使其具有较好的淬透性和足够的韧性，因此将其范围定为0.15％～0.30％；Si：Si是铁素体固溶强化元素，同时在炼钢过程中起脱氧作用，但Si含量过高时，其固溶强化效果达到饱和，且钢的组织产生石漠化和脱碳程度增加，钢坯高温加热易使奥氏体经理长大，淬火组织也较粗大，对塑性、韧性不利，故Si的范围为0.10％～0.40％；Mn：Mn起固溶强化和细晶强化的作用，并推迟珠光体和铁素体转变，同时是提高淬透性的有效合金元素，为使盘条具有较好的淬透性和适宜的强度，规定提Mn的范围为0.80％～1.20％；P、S：P、S都是以偏析的杂质元素，为提高冷镦钢组织和性能的均匀性，进而提高其均匀变形能力，改善加工性能，因此要求其达到较低的水平，其中P≤0.035％，S≤0.040％Cr：Cr可以显著提高钢的淬透性，从而减小珠光体片层间距，细化组织，改善冷镦钢的球化工艺性能。同时Cr元素可以改善钢材表面腐蚀层的密度和附着能力，提高材料的耐腐蚀能力。综合考虑强度、组织控制和耐腐蚀能力等因素，确定Cr的成分范围为0.30％～0.70％；Ni：Ni是奥氏体形成元素，与铬配合改善钢的高温抗氧化、应力腐蚀能力，提高可塑性、可焊接性和韧性等。故Ni的成分范围为0.25％～0.55％；Cu：Cu能显著提高钢的抗大气腐蚀性能，使钢表面的锈层致密并提高附着性，Cu与Cr的配合使用可以促进表面钝化膜的形成，降低钢基体的腐蚀诱发敏感性，提高钢材的耐蚀性能。故Cu的成分设计为0.15％～0.40％；V：V在轧制过程中能抑制奥氏体的再结晶并阻止经理长大，从而细化铁素体晶粒，改善钢的强韧性。另外，V可以增加钢的淬透性，改善调质后组织的均匀性，为保证高强度紧固件在钢结构使用时的安全性，将V的范围定为：0.02％～0.10％。本专利技术提供的技术方案之二为一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、VD、方坯连铸、方坯连轧、钢坯清理、加热、轧制、控冷、精整，影响冷镦钢冷镦性能的因素主要有偏析、夹杂、组织和表面质量等，具体步骤如下：精炼：采用预熔渣造弱碱性渣，精炼时间20～40分钟，精炼后弱吹氩，氩气流量150-250NL/min，吹氩时间20～50分钟，静置20～50分钟；从而使夹杂物塑性化并保证较大尺寸的夹杂物充分上浮和去除。连铸：采用大方坯连铸，过热度不大于30℃，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌，结晶器电磁搅拌电流强度为400～500A，凝固末端电磁搅拌电流强度为400～600A；连轧：将大方坯加热并轧制成小方坯；并对钢坯进行探伤，表面有裂纹、划伤等缺陷位置进行修磨，保证钢坯表面无缺陷。轧制：本专利技术轧制规格适用于盘条，(1)钢坯加热温度1050～1200℃，加热炉采用弱氧化性气氛，根据钢坯尺寸保温时间0.7-1.2min/mm，通条温差≤30℃；使钢坯充分奥氏体化并使合金元素固溶和均匀化。(2)控制开轧温度为950～1020℃，精轧入口温度为900～950℃，吐丝温度850～950℃；(3)冷却：采用缓冷方式，平均冷速不高于1.0℃/s。本专利技术的有益效果在于：采用本专利技术生产的高强度耐候冷镦钢盘条，抗拉强度为620～720MPa、延伸率为20～30％、面缩率为50～70％，各类夹杂物级别不大于1.5级，表面缺陷深度不大于0.05mm，使用本专利技术所涉及冷镦钢盘条制造的800MPa级耐候连接副各项性能均符合标准要求本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条，其特征在于，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.15％～0.30％，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.15％～0.30％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.30％～0.70％、Ni：0.25％～0.55％、Cu：0.15％～0.40％、V：0.02％～0.10％，其它为Fe和不可避免杂质元素。
【技术特征摘要】
1.一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条，其特征在于，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.15％～0.30％，该盘条的成分按重量百分比计如下：C：0.15％～0.30％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.30％～0.70％、Ni：0.25％～0.55％、Cu：0.15％～0.40％、V：0.02％～0.10％，其它为Fe和不可避免杂质元素。2.一种权利要求1所述的800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、VD、方坯连铸、方坯连轧、钢坯清理、加热、轧制、控冷、精整，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：高航，郭大勇，车安，常宏伟，杨辉，张博，马立国，王秉喜，王宏亮，李琳，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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