[发明专利]控制非调质高强螺栓钢高包辛格效应的方法

说明书

技术领域

本发明属于深加工拉拔技术控制领域，特别是提供了一种控制铁素体-珠光体类型非调质高强螺栓钢高Bauschinger效应的控制方法，用于生产控制非调质钢的高线控制和用户加工控制技术。

背景技术

随着社会的高速发展，为了满足未来的可持续发展，低能耗、低污染和高性能的钢材成为发展的方向。深加工行业逐渐向高效率、低成本和加工流程减量化的方向快速发展，使得适应新流程的新材料开发迫在眉睫。

国内传统高强(8.8级及以上)螺栓，均采用中碳钢、低碳合金钢或中碳合金钢进行调质(淬火+回火)处理。而采用冷作强化非调质冷镦钢来制造高强度螺栓产品可省去钢材冷拔前的退火处理和螺栓成形后的调质处理，仅取消调质处理一项，吨钢节约成本800-1000元，在很大程度上简化了生产工序，缩短了生产周期，降低了能源消耗，同时还避免了因热处理而造成的表面氧化、脱碳及工件变形等问题，因而具有显著的经济效益和社会效益，冷作强化非调质冷镦钢是高强度紧固件的新工艺路线，是今后的发展方向。

关于冷作强化非调质钢国内外研究较多，国外日本新日铁NHF-S(Nippon Steel Low Carbon High Tensile Cold Forming Wire Rod-Special)系列钢、神户KNCH(Kobe Non Heat Treatment Cold Heading Wire Rod)、日本大同MC8以及国内马钢超细晶非调质钢等方向，成为高强冷镦钢发展的方向之一。但是制约非调质钢发展的关键环节是由于通过拉拔冷作强化后强度已经达到高强化，深加工螺栓镦头过程中强度高、磨具损耗大和易开裂等问题限制着非调质钢高强螺栓的大量使用。而传统高强螺栓是拉拔镦头成螺栓后进行调质处理获得高强性能，但存在成本高和表面脱碳、变形等问题。因此，研究非调质高强螺栓拉拔后镦头的高Bauschinger效应，降低用户镦头磨具损耗，成为非调质高强螺栓钢得到市场认可的关键技术。

关于冷作强化非调质高强螺栓钢研究较多，主要有下面几种组织类型，包括铁素体-珠光体类型、铁素体-贝氏体类型、铁素体-马氏体双相类型以及超细晶类型钢。专利200910144282.1中提出了10.9级含铬非调质冷镦钢及其热轧盘条的轧制方法，通过添加合金Cr元素的成分优化设计与750～830℃的低温轧制的方法，获得细化的粒状贝氏体组织。其技术思路是通过低温轧制获得超细晶粒贝氏体组织，从而获得良好的冷加工性和韧性。专利200910144284.0中提出了10.9级含铌非调质冷镦钢及其热轧盘条的轧制方法，提出通过添加合金Nb元素的成分优化设计与750～830℃的低温轧制的方法，获得细化的粒状贝氏体组织。其技术思路是通过低温轧制和Nb的析出细化晶粒获得超细晶贝氏体组织，从而获得良好的冷加工性和韧性。专利中201010223245.2提出了紧固件用非调质贝氏体冷镦钢及其制造方法，采用C-Mn钢基础上，通过添加微量元素B，获得贝氏体型非调质冷镦钢，以上专利均为贝氏体型非调质冷镦钢。专利201510401847.5提出了含硼非调质双相冷镦钢的高线轧制方法，采用C-Mn钢的基础上，通过添加微量B，获得铁素体-马氏体型双相冷镦钢的高线轧制方法。专利201010127852.9中提出了高强度紧固件用非调质冷镦钢及其制造方法，采用在C-Mn成分基础上添加Cr元素，通过斯太尔摩线控制获得铁素体+珠光体的常规组织，但没有研究控制高Bauschinger效应的方法。专利200710036254.9中提出了高强度紧固件用非调质双相冷镦钢及其制造方法，该专利在C-Mn元素的基础上，通过添加V、Nb或V-Nb复合的强化方式，通过斯太尔摩风冷线控制铁素体+马氏体双相组织。以上专利均为不同类型非调质钢种开发控制技术方法，本文主要通过预变形-镦头的方式研究铁素体-珠光体类型钢获得低加工硬化高Bauschinger效应的一种深加工控制方法。

发明内容

本发明本发明的怒地在于提供一种控制铁素体-珠光体类型非调质高强螺栓钢高包辛格效应的方法，解决了铁素体-珠光体类型非调质高强螺栓钢加工过程镦头磨具损耗高、镦头容易开裂等问题，适合冷作强化非调质钢镦头低加工硬化的控制，具体工艺步骤及控制的技术参数为：

1、斯太尔摩风冷控制，通过加盖保温罩，控制轧后冷速1-3℃/s，获得铁素体含量为45-55％；