一種高強(qiáng)度螺栓鋼及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度螺栓鋼，其包括：0.05wt%～0.5wt%的稀土元素、0.35wt%～0.45wt%的碳、1.2wt%～1.8wt%的鉻、0.17wt%～0.37wt%的硅、0.4wt%～0.8wt%的鉬、0.2wt%～0.4wt%的釩、0～0.005wt%的鈮與余量的鐵；所述稀土元素為鑭和鈰中的一種或兩種。本申請(qǐng)所述螺栓鋼中通過(guò)添加鑭或鈰中的一種或兩種、鉻、硅、碳、釩、鈮與鐵等元素，上述金屬元素相互作用、相互配合，使螺栓鋼具有較高的強(qiáng)度與塑性。本申請(qǐng)還提供螺栓鋼的制備方法。本發(fā)明的螺栓鋼抗拉性能與塑性較高，有效抵抗強(qiáng)風(fēng)作用造成的電力避雷器設(shè)備關(guān)鍵區(qū)域的變形，改善設(shè)備整體的抗風(fēng)振能力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高強(qiáng)度螺栓鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度螺栓鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害頻繁襲擊我國(guó)東南沿海地區(qū)，造成輸變電設(shè)備的大量損壞，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。由于東南沿海地區(qū)屬我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，電力負(fù)荷集中，而強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害通常造成當(dāng)?shù)夭豢晒懒康纳鐣?huì)損害和經(jīng)濟(jì)損失。變電站內(nèi)的高壓電力避雷器是電力系統(tǒng)供電的重要設(shè)備，其具有較低的固有頻率，部分低階固有頻率接近臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)脈動(dòng)風(fēng)的主要頻率范圍。在強(qiáng)脈動(dòng)風(fēng)激勵(lì)作用下，該設(shè)備會(huì)發(fā)生風(fēng)致振動(dòng)，引發(fā)設(shè)備不同區(qū)域的應(yīng)力集中。當(dāng)這種激勵(lì)作用導(dǎo)致設(shè)備共振發(fā)生時(shí)，就可能造成設(shè)備應(yīng)力集中區(qū)域的斷裂和失效。
[0003]電力避雷器設(shè)備的螺栓一般設(shè)置于設(shè)備于應(yīng)力集中區(qū)域，發(fā)揮支撐、固定和連接作用。當(dāng)風(fēng)致振動(dòng)引發(fā)設(shè)備應(yīng)力集中時(shí)，螺栓通常會(huì)受到牽拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用而發(fā)生變形。同時(shí)，由于螺栓的支撐作用，其變形還會(huì)引發(fā)上部瓷柱的彎曲變形，上述一系列的變形易于導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備在強(qiáng)風(fēng)中失效。
[0004]近年來(lái)，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在合金鋼中添加稀土元素能夠有效提高合金鋼的力學(xué)性能，并在不同程度上提高材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，當(dāng)稀土元素成分與合金鋼組分分別進(jìn)行適當(dāng)?shù)某煞终{(diào)制，并進(jìn)行共混優(yōu)化后，就可能使材料性能達(dá)到最優(yōu)化。因此，目前在電力避雷器抗風(fēng)領(lǐng)域，開(kāi)展對(duì)避雷器設(shè)備專(zhuān)用的螺栓合金鋼進(jìn)行成分優(yōu)化和性能改進(jìn)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有較高強(qiáng)度與塑性的螺栓鋼及其制備方法。
[0006]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高強(qiáng)度螺栓鋼，包括:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度螺栓鋼，包括:RE0.05wt%~0.5wt%;C0.35wt%~0.45wt%;
Cr1.2wt%~1.8wt%;Si0.17wt%~0.37wt%;Mo0.4wt%~0.8wt%;V0.2wt%~0.4wt%;
她O ~0.005wt%; 余量的Fe ； 所述RE為L(zhǎng)a和Ce中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度螺栓鋼，其特征在于，所述RE的含量為0.10wt%~0.48wt%0
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的高強(qiáng)度螺栓鋼，其特征在于，所述Mo的含量為0.48wt%~0.72wt%0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度螺栓鋼，其特征在于，所述Si的含量為0.20wt%~0.32wt%0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度螺栓鋼，其特征在于，所述Nb的含量為0.002wt%~0.0048wt%o
6.一種高強(qiáng)度螺栓鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)鑄造如下成分的螺栓鋼錠:0.05wt%~0.5wt%的稀土元素、0.35wt%~0.45wt%的碳、1.2wt% ~1.8wt% 的絡(luò)、0.17wt% ~0.37wt% 的娃、0.4wt% ~0.8wt% 的鑰、0.2wt% ~0.4wt%的I凡、O~0.005wt%的銀與余量的鐵；所述稀土元素為鑭和鋪中的一種或兩種； 2)將所述螺栓鋼錠進(jìn)行鍛造，將鍛造后的螺栓鋼錠進(jìn)行退火處理； 3)將步驟2)得到的螺栓鋼錠進(jìn)行淬火處理，將淬火處理后的螺栓鋼進(jìn)行回火處理，得到高強(qiáng)度螺栓鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟I)具體為: 配制如下成分的原料:0.05wt%~0.5wt%的稀土元素、0.35wt%~0.45wt%的碳、1.2wt% ~1.8wt% 的絡(luò)、0.17wt% ~0.37wt% 的娃、0.4wt% ~0.8wt% 的鑰、0.2wt% ~0.4wt%的鑰;、0~0.005wt%的銀與余量的鐵；所述稀土元素為鑭和鋪中的一種或兩種； 按照上述原料的含量，將碳、鉻、硅、鑰、釩、鈮與鐵在1500°C~1600°C熔煉40min~45min,保溫15min~25min后得到初始螺栓鋼錠； 將所述初始螺栓鋼錠進(jìn)行重熔，再添加鑭和鈰中的一種或兩種，然后澆鑄，得到螺栓鋼錠。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述退火的溫度為650°C~700°C，所述退火的保溫時(shí)間為2~3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述淬火的溫度為800°C~900°C，所述淬火的保溫時(shí)間為Ih~2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述回火的溫度為500°C~600°C，所述 回火的保溫時(shí)間為1h~2h。
【文檔編號(hào)】C21D8/00GK103820712SQ201410091577
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】陳榮柱, 陳新, 趙深, 龔列謙, 林群, 陳建勝, 潘世奇, 陳植, 張曉敏, 陳顯輝, 雷歡, 朱全軍, 聶京凱, 肖偉民, 林琳, 李矗, 鄭克, 李勇, 李武, 黃銳, 顏軍敏, 潘益?zhèn)? 陳長(zhǎng)杰, 劉斌, 易永利, 鄭加誠(chéng) 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司