本發(fā)明涉及一種熱軋線材及其生產(chǎn)方法，尤其是一種耐候螺栓用10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

高強(qiáng)度和長(zhǎng)壽命一直是金屬材料研究的方向。高強(qiáng)度連接螺栓用于鋼結(jié)構(gòu)連接，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，高強(qiáng)度螺栓起著連接、緊固和定位的作用，隨著建筑結(jié)構(gòu)的高層化以及大橋的超長(zhǎng)化等方面，對(duì)作為聯(lián)接部件的螺栓提出了高設(shè)計(jì)應(yīng)力和輕重量的要求。對(duì)此最有效的措施便是螺栓鋼的高強(qiáng)度化。

據(jù)了解，美國(guó)、加拿大、日本、歐洲等國(guó)家的耐候鋼得到了廣泛的應(yīng)用，而在國(guó)內(nèi)，耐候鋼的應(yīng)用范圍并不大，目前國(guó)內(nèi)的各大鋼廠都開(kāi)始進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)用耐候鋼板的研究，目前最常用的鋼結(jié)構(gòu)連接方法是高強(qiáng)度螺栓連接。耐大氣腐蝕高強(qiáng)度螺栓用熱軋盤(pán)條，是在鋼中加入了少量的銅、鉻、鎳等元素，使鋼材在銹層和基體之間形成一層致密且與基體金屬粘附性好的非晶態(tài)尖晶石型氧化物膜，由于這層致密氧化物膜的存在，阻止了大氣中的氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料內(nèi)部發(fā)展，從而大大提高了鋼鐵材料的耐腐蝕性能。

目前國(guó)內(nèi)外有一些廠家可以生產(chǎn)耐大氣腐蝕用鋼，但多數(shù)為板材。申請(qǐng)?zhí)枮?01310290465.0的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N耐大氣腐蝕的高強(qiáng)度免退火冷鐓鋼的制備方法，但其主要針對(duì)的是一種8.8級(jí)免退火耐大氣腐蝕盤(pán)條。專(zhuān)利號(hào)為201210122948.5的中國(guó)專(zhuān)利提供了一種鐵道車(chē)輛用高耐蝕型的耐候埋弧焊絲及盤(pán)條，該專(zhuān)利主要針對(duì)的是一種焊絲用鋼，雖然焊接性能好但強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到10.9級(jí)緊固件用鋼的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種力學(xué)性能、腐蝕性好的10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條；本發(fā)明還提供了一種10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明成分按重量百分比為：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%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。

本發(fā)明方法包括加熱、軋制和冷卻工序，所述盤(pán)條成分按重量百分比如上所述。

本發(fā)明方法所述加熱工序：加熱溫度1050～1150℃，保溫時(shí)間70～130min。

本發(fā)明方法所述軋制工序：進(jìn)精軋溫度880～950℃，吐絲溫度850～920℃。

本發(fā)明方法所述冷卻工序：盤(pán)條相變前段冷卻速率為0.4～0.6℃/s。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)加入合金Cu、Cr等元素，使緊固件在使用過(guò)程中通過(guò)表面銹蝕，自然形成一種致密且與基體結(jié)合緊密的非晶態(tài)金屬膜，使材料具有耐大氣腐蝕的效果；通過(guò)加入合金元素Ni，使材料熱軋時(shí)具有良好的表面質(zhì)量，后續(xù)的拉拔、冷鐓過(guò)程表面沒(méi)有明顯的開(kāi)裂現(xiàn)象；具有力學(xué)性能、腐蝕性好、成型性能好等特點(diǎn)。

本發(fā)明方法采用合理設(shè)計(jì)化學(xué)成分、調(diào)整加熱溫度、控制軋制溫度、降低冷速等工藝調(diào)整，獲得的熱軋盤(pán)條微觀組織由鐵素體+貝氏體+少量珠光體組成，抗拉強(qiáng)度800～950MPa、面縮率35～50%，滿(mǎn)足用戶(hù)的加工要求。本發(fā)明方法所得熱軋盤(pán)條的性能滿(mǎn)足螺栓力學(xué)性能的需求，同時(shí)又能夠滿(mǎn)足材料耐大氣腐蝕性能，耐腐蝕性指數(shù)I≥6.2；外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，成型性能好。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的金相圖；

圖2 是本發(fā)明的極化曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.32%、Si 0.20%、Mn 0.82%、P 0.020%、S 0.010%、Cr 0.81%、Ni 0.24%、Cu 0.25%，其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=6.4。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1100℃，保溫時(shí)間85min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1040℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度895℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在880℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.5℃/s。

本實(shí)施例所得Φ18mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度885MPa，面縮率48%；金相圖見(jiàn)圖1，由圖可知，其微觀組織由鐵素體+貝氏體+少量珠光體組成；極化曲線圖見(jiàn)圖2，由圖可知，其耐腐蝕性能優(yōu)良。經(jīng)某高強(qiáng)螺栓加工廠進(jìn)行深加工：酸洗－磷化－拉拔至17.2mm－球化退火－拉拔至17mm－冷鐓，制成內(nèi)六角螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。

實(shí)施例2：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.28%、Si 0.22%、Mn 0.80%、P 0.021%、S 0.013%、Cr 0.83%、Ni 0.26%、Cu 0.26%，其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=6.6。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1080℃，保溫時(shí)間90min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1020℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度905℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在890℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.45℃/s。

本實(shí)施例所得Φ20mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度860MPa，面縮率45%。經(jīng)某汽車(chē)緊固件廠進(jìn)行深加工：酸洗－磷化－拉拔至18.7mm－球化退火－拉拔至18.3mm－冷鐓，制成T型螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。

實(shí)施例3：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.30%、Si 0.15%、Mn 0.85%、P 0.022%、S 0.012%、Cr 0.79%、Ni 0.35%、Cu 0.50%、其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=6.4。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1100℃，保溫時(shí)間100min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1040℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度900℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在860℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.55℃/s。

本實(shí)施例所得Φ16mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度890MPa，面縮率43%。經(jīng)某汽車(chē)緊固件廠進(jìn)行深加工，酸洗－磷化－拉拔至15.3mm－簡(jiǎn)化退火－拉拔至14.80mm－冷鐓，制成大六角螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。

實(shí)施例4：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.35%、Si 0.23%、Mn 0.90%、P 0.025%、S 0.015%、Cr 0.60%、Ni 0.39%、Cu 0.20%、其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=6.9。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1090℃，保溫時(shí)間130min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1030℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度950℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在920℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.56℃/s。

本實(shí)施例所得Φ14mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度900MPa，面縮率42%。經(jīng)某汽車(chē)緊固件廠進(jìn)行深加工，酸洗－磷化－拉拔至13mm－簡(jiǎn)化退火－拉拔至12.6mm－冷鐓，制成T型螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。

實(shí)施例5：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.30%、Si 0.25%、Mn 0.75%、P 0.030%、S 0.018%、Cr 0.72%、Ni 0.50%、Cu 0.32%、其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=7.0。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1150℃，保溫時(shí)間80min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1040℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度910℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在900℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.40℃/s。

本實(shí)施例所得Φ24mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度860MPa，面縮率48%。經(jīng)某汽車(chē)緊固件廠進(jìn)行深加工，酸洗－磷化－拉拔至22.7mm－簡(jiǎn)化退火－拉拔至22.3mm－冷鐓，制成大六角螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。

實(shí)施例6：本10.9級(jí)耐大氣腐蝕冷鐓鋼熱軋盤(pán)條采用下述方法生產(chǎn)而成。

（1）冶煉、連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.25%、Si 0.35%、Mn 0.60%、P 0.027%、S 0.030%、Cr 0.90%、Ni 0.20%、Cu 0.45%，其余為鐵，耐腐蝕性指數(shù)為I=7.0。

（2）加熱工序：將鋼坯加熱至1050℃，保溫時(shí)間70min；然后高壓水除磷，除磷溫度為1000℃，要求除磷水壓至少10MPa。

（3）軋制工序：將除磷后的鋼坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度880℃，精軋結(jié)束后，吐絲溫度控制在850℃。

（4）冷卻工序：進(jìn)入斯太爾莫冷卻線，調(diào)節(jié)風(fēng)冷線保溫罩開(kāi)啟數(shù)量和風(fēng)機(jī)開(kāi)度，吐絲后盤(pán)條相變前段冷卻速率控制在0.6℃/s。

本實(shí)施例所得Φ18mm規(guī)格的冷鐓鋼熱軋盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度885MPa，面縮率45%。經(jīng)某高強(qiáng)螺栓加工廠進(jìn)行深加工：酸洗－磷化－拉拔至17.2mm－球化退火－拉拔至17mm－冷鐓，制成內(nèi)六角螺栓；所得螺栓外觀質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，成型性能好，100%合格。