[发明专利]一种1000MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法

说明书

本发明提供了一种1000MPa级紧固件用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：0.25％～0.55％、Si：0.10％～0.40％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.035％、S：≤0.040％、Cr：0.40％～0.70％、Ni：0.15％～0.45％、Cu：0.20％～0.40％、Mo：0.15％～0.45％，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－连铸－连轧－钢坯清理－加热－轧制－精整；使用本发明所涉及冷镦钢盘条制造的1000MPa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。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种1000MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法。

背景技术

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，对于作为连接件的耐候螺栓来说，除常规的力学性能和耐腐蚀性能外，随强度的提高，对延迟断裂敏感性也逐渐提高，因此需采取措施改善材料的韧性和抗延迟断裂性能。

发明《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：C 0.12～0.18％、Si 0.15～0.35％、Mn 0.60～0.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr 0.70～0.90％、Ni 0.20～0.50％、Cu 0.20～0.50％，其余为铁和微量杂质。但从其成分来看，显然难以满足10.9级以上紧固件对性能的要求。

发明《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；该发明在大气和水环境下，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。除可适用的强度级别较低外，该钢添加的合金种类和数量均较多，会对冶炼过程造成困难并引起成本的提高。

发明《10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法》(申请号：201610833875.9)公开了一种10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条，其成分按重量百分比为：C 0.25～0.35％、Si 0.15～0.35％、Mn 0.60～0.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr 0.60～0.90％，Ni 0.20～0.50％、Cu 0.20～0.50％，其余为铁和微量杂质。本热轧盘条通过化学成分的优化设计，通过加入合金Cu、Cr等元素，使紧固件在使用过程中通过表面锈蚀，自然形成一种致密且与基体结合紧密的非晶态金属，使材料具有耐大气腐蚀的效果；通过加入合金元素Ni，使材料热轧时具有良好的表面质量，后续的拉拔、冷镦过程表面没有明显的开裂现象；具有力学性能、腐蚀性好、成型性能好等特点。但该专利并未进行成品紧固件安全性的探讨。