[发明专利]一种免退火高强度冷镦钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种免退火高强度冷镦钢，其除了Fe及不可避免的杂质元素以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.32‑0.35％，Si：0.1‑0.3％，Mn：0.60‑0.7％，Cr：0.15‑0.19％，Ti：0.01‑0.03％，B：0.0015‑0.003％，N≤0.006％；所述免退火高强度冷镦钢的微观组织包括铁素体和退化的珠光体，其中铁素体的相比例≥55％。此外，本发明还公开了上述免退火高强度冷镦钢的制造方法，其包括步骤：冶炼、铸造和热轧，其中在热轧步骤中：控制精轧温度为780‑830℃，减定径温度为780‑810℃，高线吐丝温度为760‑800℃；吐丝后的盘条在保温罩内冷却，冷却速度小于1.5℃/s。该免退火高强度冷镦钢无需退火即可生产，其具有十分优异的性能，可以有效用于生产螺栓、螺钉、销钉、螺母等紧固件。

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种冷镦钢及其制造方法。

背景技术

冷镦钢是一种在室温下采用一次或多次冲击加载成形的钢材，其对材料的冷成形性能要求很高。

目前，冷镦钢已经被广泛用于生产螺栓、螺钉、销钉、螺母等标准件(紧固件)。在现有技术中，常见的紧固件生产工艺流程为：冷镦钢盘条退火+酸洗、磷化+拉拔+球化退火+冷镦+调质热处理+表面处理+包装。在上述紧固件加工工艺流程中，为了保证材料的冷镦性能，通常均需要对材料进行球化退火操作。

在现有技术中碳钢球化退火后材料的金相组织为铁素体+球化碳化物，其抗拉强度一般不大于530MPa，且面缩率大于45％，具有良好的冷镦等冷加工性能，可以有效用于紧固件生产。

但需要注意的是，球化退火工艺会给整个紧固件加工工艺流程带来较高能源消耗、较大环保压力和较高生产成本的负面效应。因而，需要提供一种不需要球化退火即可直接冷镦加工的高强度紧固件性能的冷镦钢材料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的免退火高强度冷镦钢，本发明所述的免退火高强度冷镦钢，采用了合理的化学成分设计，其在碳素钢基础上，通过添加Mn和微量Cr、B、Ti等元素，以提高材料热轧后金相组织中铁素体的含量，并保证钢材经用户调质处理后的强度和淬透性。该免退火高强度冷镦钢的抗拉强度≤560MPa，面缩率≥50％，其性能优异，且生产成本较低，环保压力较小，具有优良的冷变形能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种免退火高强度冷镦钢，其除了Fe及不可避免的杂质元素以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.32-0.35％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.60-0.7％，Cr：0.15-0.19％，Ti：0.01-0.03％，B：0.0015-0.003％，N≤0.006％；

所述免退火高强度冷镦钢的微观组织包括铁素体和退化的珠光体，其中铁素体的相比例≥55％。

进一步地，在本发明所述的免退火高强度冷镦钢中，其各化学元素质量百分含量为：

C：0.32-0.35％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.60-0.70％，Cr：0.15-0.19％，Ti：0.01-0.03％，B：0.0015-0.003％，N≤0.006％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。

在本发明所述的技术方案中，本发明所述的免退火高强度冷镦钢在碳素钢基础上，通过添加Mn和微量Cr、B、Ti等元素，以提高材料热轧后金相组织中铁素体的含量，同时保证钢材经用户调质处理后的强度和淬透性。

本发明所述的免退火高强度冷镦钢各化学元素的设计原理具体如下所述：

C：在本发明所述的免退火高强度冷镦钢中，C是影响钢材冷塑性变形的最主要元素，含碳量越高，则钢的强度越高，而塑性越低。为了保证本发明的钢材经过调质处理后能够达到8.8级紧固件的强韧性能，在本发明所述的免退火高强度冷镦钢中，将C元素的质量百分比控制在0.32～0.35％之间。