[发明专利]用于起重、紧固、夹持和/或捆绑装置和连接元件的硬化钢，用于起重、紧固、夹持和/或捆绑技术中的组件，连接元件及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及质量8级及以上的用于起重、紧固、夹持和/或捆绑装置的硬化钢。尤其是，本发明涉及所述钢在起重、紧固、夹持和/或捆绑装置中的应用，尤其是在链和链节中的应用，以及在连接元件例如螺栓中的应用。进一步地，本发明涉及连接元件，例如螺栓，以及起重、紧固、夹持和/或捆绑技术中由所述钢制成的组件。而且，本发明涉及所述连接组件的生产方法，尤其是在链模工艺和硬化工艺中对钢的处理。

背景技术

已知用于钢的多种成分，以及在起重、紧固、夹持和/或捆绑装置中采用的钢的多种成分。在高安全要求下，起重、紧固、夹持和/或捆绑装置必须起重或捆绑重负荷，或者必须在负荷或固定装置处能够紧固或者固定起重、紧固、夹持和/或捆绑装置。

根据它们机械弹性，起重、紧固、夹持和/或捆绑装置被分为不同的质量级别或等级。这些质量级别或等级大部分是标准化的，例如根据ISO3076、3077或德国DIN-EN818-2、818-7的质量8级，以及根据PAS1061的质量10级。

质量等级越高，同等横截面的起重、紧固、夹持和/或捆绑装置能够携带的负荷越重。因此，在相同重量下，与质量等级低的起重、紧固、夹持和/或捆绑装置相比，质量等级高的起重、紧固、夹持和/或捆绑装置能够携带更重的负荷，由此更加易于操作。

例如，质量8级、测量直径为16mm x48mm的钢链必须具有320千牛顿的最小断裂力(BF)，而质量10级的对应链具有至少400千牛顿的最小断裂力。其同样适用于根据美国标准分类的“8级”和“10级”。

对于质量8级和以上的所述结构元件，在以前采用含有镍的钢。例如US2007/0107808A1中公开了所述钢。然而，由于镍比较昂贵，从经济角度而言，避免使用镍或者减少镍的含量是明智的。就与回火稳定性和低温韧性相关的质量等级的机械要求而言，避免采用镍不是没有问题的。尤其是对用于起重、紧固、夹持和/或捆绑装置的钢来说，镍被认为是必需的，其原因在于，镍合金钢(Ni重量大于0.8％)的切口冲击强度足够大，从而该强度几乎不受表面损伤的影响，例如在极限情况使用时产生的切口。

例如从DE102008041391A1可知退火连接元件。由于其贝氏体结构，该螺栓具有高强度。所述微结构只能在精确控制的冷却和等温变形工艺下才能形成，而这是不利的。DE2817628C2涉及了具有贝氏体结构的钢合金。

例如从EP1728883中可知其它高强度螺栓。

这些已知的连接元件具有高强度，但是，它们在低温下易脆。因此，它们不适合在低温范围内使用，例如在山中、冬天或者极地的户外使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低镍含量或不使用镍的钢成分，其满足质量8级或以上的机械性能的要求。尤其是，提供一种在低温例如-40℃和高温例如+400℃下具有高切口冲击能的钢，同时具有足够的强度和回火稳定性。由于起重、紧固、夹持和/或捆绑技术的组件具有易于磨损的表面，该钢还应当是可硬化的。而且，其应当是可锻造的，从而产生成本高效的具有特别弹性的结构元件。

本发明的另一目的是改善上文所述的连接元件，从而实现高弹性，即高拉伸强度，在低温下不发生脆裂行为。

该目标通过本发明的低合金钢来实现，其具有以下重量比的组成：

碳0.17至0.25，优选0.20至0.23，

镍0.00至0.25，优选0.00至0.15或0.10，

钼0.15至0.60，优选0.30至0.50，

铌0.01至0.08和/或钛：0.005至0.1和/或钒：≤0.16，其中铌的含量可优选为0.01至0.06，

铝0至0.050，优选0.020至0.040，

铬0.01至0.50，优选0.20至0.40，

硅0.1至0.3，优选0.1至0.25，

锰1.40至1.60，

磷小于0.015，

硫小于0.015，

铜小于0.20，

氮0.006至0.014，

剩下为铁以及不可避免的杂质。

就拉伸强度和切口冲击能而言，所述钢满足了质量8级及以上的链的机械要求，尤其是质量8级和10级。因此，申请人进行的实验显示，直径16mm的组件在880℃左右保持大约半个小时，淬火并在450℃左右保持大约半个小时之后，在拉伸试验中其Rm值(拉伸强度)恰好大于1200MPa，A5为大约14％(断裂拉伸)，Z为大约65％(面积的减少)。该组件的切口冲击能在室温下大约为140焦耳。