淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条及其制造方法与流程

本发明涉及冷镦钢盘条生产，具体为一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条及其制造方法。

背景技术：

1、10b21等含硼冷镦钢盘条主要用于生产9.8级高强度螺栓、螺母等标准件。这些标准件广泛应用于机械、电子、汽车、建筑等行业，不但要求良好的冷变形能力，而且还要求淬火后硬度达到一定的使用性能要求。

2、但是，按照国标生产9.8级紧固件过程中，尤其是使用10b21大规格含硼冷镦钢盘条出现以下质量缺陷：（1）当截面大小不同时，由于淬透程度不同，虽然采用同一调质工艺，但其力学性能却不尽相同。截面越大，淬透程度越差，力学性能也越差；（2）盘条化学成分不均时，热处理后发现心部硬度较低，抗拉强度较低。这些质量问题会导致下游用户生产过程中的淬透性不足缺陷，造成批量报废，影响下游用户的稳定生产和合同交付等。

3、公告号为cn 101775546 a的中国专利文献公开了“高强度紧固件用含硼冷镦钢及其制备工艺”，钢种强度和硬度低、塑性好、淬透性优良，可简化紧固件制造工艺，节约能源，降低污染，且生产的大规格紧固件强度在 8.8 级以上。由于钢中化学成分范围较宽，产品性能波动极大。公告号为cn 113151743 a的中国专利文献公开了“一种低马氏体含量免调质冷镦钢盘条的制造方法”，虽然通过优化c、mn、nb等元素成分设计，结合制造方法，使热轧盘条显微组织中存在5％～10％的马氏体组织，有效提高了钢的屈强比和冷拉拔强化指数，使钢经过较小的拉拔减面率即可获得高的机械性能，并保持了良好的冷镦成型性能，实现了免调质热处理生产8 .8级各类螺栓，显著降低了下游行业的加工成本。因为钢中含有nb元素，轧制工艺控制要求严格，容易出现废品缺陷。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条及其制造方法，热处理后心部硬度与抗拉强度较高，塑性好，淬透性好，适用于生产9.8级高强度螺栓、螺母等标准件。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条，尺寸规格为ø13mm～ø25mm，用于生产9.8级高强度标准件，由如下重量百分含量的化学成分组成：

4、c：0.18%～0.23%，si：≤0.10%，mn：0.60%～0.85%，cr：0.30%～0.40%，mo：0.25%～0.35%，al：0.020%～0.040%，ti：0.028%～0.040%，b：0.0015%～0.0040%，ni：0.10%～0.20%，n：≤0.0050%；余量为fe和不可避免的杂质。

5、进一步地，所述冷镦钢盘条的铁素体面积占比60%~80%，珠光体面积占比20%~40%。

6、进一步地，所述冷镦钢盘条热轧后，抗拉强度大于480mpa，延伸率大于25%，面缩率大于58%；所述冷镦钢盘条淬火后，横向截面心部硬度大于35hrc，马氏体含量占比大于85%。

7、一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，工艺流程为铁水预处理→转炉→lf精炼→连铸→连轧→钢坯清理→轧制工艺→精整→检查→入库，具体如下：

8、1）lf精炼

9、采用氩气弱搅拌，搅拌时间为5～10 min；

10、2）连铸

11、中包过热度控制在20～30℃，采用恒拉速，铸坯拉速控制在0.75±0.02m/min；二冷比水量控制在0 .9～1.2 l/kg；

12、3）轧制工艺

13、①控制开轧温度为960～1020℃，精轧入口温度为900～980 ℃，减定径入口温度为880～950℃，吐丝温度为890～930℃；

14、②采用斯太尔摩风冷线冷却方式：以8～12℃/s冷速冷却到680～770℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为1～4.0℃/s，出罩温度为460～600℃，冷床空冷。

15、进一步地，所述步骤1）中，软吹流量为10~30nl/min，使得钢渣轻微蠕动，钢水不外露。

16、进一步地，所述步骤1）中，采用微正压操作、大渣量、限制加热时间的方式控制钢水增氮。

17、进一步地，所述步骤2）中，连铸坯断面尺寸为250～350mm × 350～450mm。

18、进一步地，所述步骤2）中，采用保护浇注，钢包、中间包内钢水加入低氧化性、碱性覆盖剂；大包至中间包、中间包到结晶器采用保护套管并吹氩保护，结晶器内加保护渣。

19、进一步地，所述步骤2）中，采用结晶器电磁搅拌，电压为300～500v，电流强度为300～500a，频率为3～8hz。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、本发明采用添加硼元素的成分设计，虽然硼可大幅度提高淬透性，但是如果硼与钢中氧、氮形成硼相或氮化硼，便不能起到提高淬透性的作用。在保证钢中充分脱氧、固氮后，将钢中硼的含量控制在 0.0015% ～ 0.0040%，使得钢中硼以自由硼的形式存在，在淬火时偏聚与奥氏体晶界，抑制铁素体形核，从而提高钢的淬透性。

22、2、本发明通过铸坯连轧保证ti微合金充分、均匀固溶，提高细晶强化效果；采用控轧控冷工艺遏制晶粒长大，得到性能完全满足制造9.8级标准件要求，获得理想的铁素体、珠光体组织盘条，使得冷镦钢盘条的铁素体面积占比60%~80%，珠光体面积占比20%~40%。

23、3、通过添加较多的cr、mo，并控制冶炼过程中大幅降低钢水中的n含量，实现盘条热轧后，抗拉强度大于480mpa、延伸率大于25%、面缩率大于58%；冷镦性能较好；淬火后，盘条横向截面心部硬度大于35hrc，马氏体含量占比大于85%。

24、4、本发明采用电磁搅拌工艺，降低钢材的元素偏析，进而均匀组织，减轻钢材带状组织缺陷；减轻钢坯横裂纹、纵裂纹、角部裂纹等表面缺陷数量和深度，为轧制表面无划伤盘条提供优质原料。

25、总之，采用本发明制造的ø13 mm～ø25mm 大规格冷镦钢盘条，铁素体面积占比60~80%、珠光体面积占比20~40%；盘条热轧后，抗拉强度大于480mpa、延伸率大于25%、面缩率大于58%；冷镦性能较好；淬火后，盘条横向截面心部硬度大于35hrc，马氏体含量占比大于85%，可用于生产9.8级高强度螺栓、螺母等标准件。

技术特征：

1.一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条，尺寸规格为ø13mm～ø25mm，用于生产9.8级高强度标准件，其特征在于，由如下重量百分含量的化学成分组成：

2.根据权利要求1所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条，其特征在于，

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，工艺流程为铁水预处理→转炉→lf精炼→连铸→连轧→钢坯清理→轧制工艺→精整→检查→入库，其特征在于，具体如下：

5.根据权利要求4所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条的制造方法，其特征在于，

技术总结本发明涉及冷镦钢盘条生产技术领域，具体为一种淬透性优异的9.8级大规格含硼冷镦钢盘条及其制造方法。冷镦钢盘条尺寸规格为ø13mm～ø25mm，由如下重量百分含量的化学成分组成：C：0.18%～0.23%，Si：≤0.10%，Mn：0.60%～0.85%，Cr：0.30%～0.40%，Mo：0.25%～0.35%，Al：0.020%～0.040，Ti：0.028%～0.040%，B：0.0015%～0.0040%，Ni：0.10%～0.20%，N：≤0.0050%；余量为Fe和不可避免的杂质。盘条抗拉强度大于480MPa，横向截面心部硬度大于35HRC，马氏体含量占比大于85%，且淬透性优良，具有较好的变形能力，可用于生产9.8级高强度螺栓、螺母等标准件。技术研发人员：马立国,郭大勇,解生鑫,杨辉,高航,王秉喜,王雨轩,李旭,张博,潘阳受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17