高强度风电螺栓用钢42CrMoA弯曲度控制工艺的制作方法

本发明属于钢铁冶金，具体涉及一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺。

背景技术：

1、高强度风电螺栓所使用的材料42crmoa在调质后具有较高的强度、韧性和疲劳性能。近年来，伴随着机加工行业向着节能、精密、智能化方向发展，机加工企业对于钢材尺寸精度、弯曲度等性能指标的要求也越来越高。生产过程中，42crmoa钢易形成不均匀的贝氏体、马氏体等过冷组织，在热应力和组织应力的作用下42crmoa棒材弯曲度超标的现象时有发生，生产控制难度大，也给用户的使用带来较大影响。

2、由此，开发一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，对于工业生产高强度风电螺栓有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，该工艺可有效改善42crmoa棒材弯曲度，同时亦会带来棒材热轧态硬度和组织的优化。

2、为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

3、一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，包括加热、轧制和冷却工序。

4、所述加热工序，采用步进式加热炉，加热顺序依次包括预热段、加热一段、加热二段及均热段；其中，预热段温度为650～800℃，加热一段温度为900～1030℃，加热二段温度为1030～1100℃，均热段温度为1050～1090℃，总加热时间100～150min。

5、所述轧制工序，全线采用连续无扭轧制，包括粗轧机5-7架，中轧机6-8架，精轧机5-7架，减定径轧机3-4架；开轧温度1000～1100℃，终轧温度850～900℃。

6、所述冷却工序，棒材上冷床温度850～900℃，在冷床高温缓冷区冷却至480～550℃，冷却速率15～25℃/min，冷却时间14～21min；在冷床低温空冷区冷却至300～360℃，然后进入冷床输出辊道输送至定尺剪处剪切，剪切温度280～340℃，剪切后打捆下线，采取入坑缓冷方式将棒材冷却16～24h。

7、本发明所述高强度风电螺栓用钢42crmoa的化学成分及其重量百分含量为：c0.41～0.43%、si 0.18～0.25%、mn 0.73～0.79%、p≤0.015%、s≤0.015%、cr 1.10～1.15%、mo 0.21～0.24%、als 0.01～0.03%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

8、本发明所述高强度风电螺栓用钢42crmoa棒材成品的直径在φ20mm～90mm。

9、本发明所述工艺生产的高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度≤2.0mm/m，总弯曲度不大于钢棒长度的0.20%。

10、本发明所述工艺生产的高强度风电螺栓用钢42crmoa显微组织为铁素体-珠光体；晶粒度7～8.5级，带状组织1.0～1.5级；抗拉强度1150～1400mpa、屈服强度1050～1300mpa、断面收缩率50～65%

11、本发明技术方案的发明原理在于：

12、因奥氏体化温度愈高，保温时间愈长，先共析相(如渗碳体)及其他难溶相颗粒溶解愈完全，奥氏体成分愈均匀，晶粒愈粗大，降低过冷奥氏体分解时的形核率，增大过冷奥氏体的稳定性，易形成贝氏体等过冷组织。因此本发明在满足轧制力和组织均匀的条件下，采用较低的加热温度、较短的加热时间，使用步进式加热炉对铸坯进行加热，为得到均匀的铁素体-珠光体组织创造条件。

13、通过使钢材在低温奥氏体区轧制，得到晶粒度细小、均匀的轧态组织。降低过冷奥氏体稳定性，容易诱导形成铁素体-珠光体组织，同时降低轧制温度也保证了钢材较低的上冷床温度。

14、棒材上冷床温度850～900℃，在冷床高温缓冷区为550～900℃，通过控制奥氏体冷却速率，获得均匀的铁素体，二阶段冷传低温空冷区为300～550℃，通过冷床均匀冷却，实现对其弯曲度有效控制；在冷床低温空冷区冷却至300～360℃，然后进入冷床输出辊道输送至定尺剪处剪切，剪切温度280～340℃，剪切后打捆下线，采取入坑缓冷方式将棒材冷却16～24h。

15、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

16、本发明提供的高强度风电螺栓用42crmoa具有良好的弯曲性能指标及力学性能，弯曲度可控制在2mm/m以下，且总弯曲度不大于钢棒长度的0.20%，满足并适用6m长度以内的风电螺栓对于弯曲度的要求，节约了矫直成本。

17、采用本方面方法生产的热轧圆钢，组织均匀稳定，弯曲度指标优秀，能有效地提高下游用户生产效率，同时具有良好的淬透性和高温回火稳定性，满足风电螺栓硬度和扭剪力要求。

技术特征：

1.一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，包括加热、轧制和冷却控制工序，其特征在于：所述加热工序：采用步进式加热炉，加热顺序依次包括预热段、加热一段、加热二段及均热段；其中，预热段温度为650～800℃，加热一段温度为900～1030℃，加热二段温度为1030～1100℃，均热段温度为1050～1090℃，总加热时间100～150min。

2.根据权利要求1所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于：所述轧制工序：全线采用连续无扭轧制，包括粗轧机5-7架，中轧机6-8架，精轧机5-7架，减定径轧机3-4架；开轧温度1000～1100℃，终轧温度850～900℃。

3.如权利要求1所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于：所述冷却工序：棒材上冷床温度850～900℃，在冷床高温缓冷区冷却至480～550℃，冷却速率15～25℃/min，冷却时间14～21min；在冷床低温空冷区冷却至300～360℃，然后进入冷床输出辊道输送至定尺剪处剪切，剪切温度280～340℃，剪切后打捆下线，采取入坑缓冷方式将棒材冷却16～24h。

4.如权利要求1所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于，所述高强度风电螺栓用钢42crmoa的化学成分的重量百分含量为：c 0.41～0.43%、si0.18～0.25%、mn 0.73～0.79%、p≤0.015%、s≤0.015%、cr 1.10～1.15%、mo 0.21～0.24%、als 0.01～0.03%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于：所述风电螺栓用钢42crmoa棒材成品的直径在φ20mm～90mm。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于：所述工艺生产的高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度≤2.0mm/m，总弯曲度不大于钢棒长度的0.20%。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种高强度风电螺栓用钢42crmoa弯曲度控制工艺，其特征在于：所述工艺生产的高强度风电螺栓用钢42crmoa显微组织为铁素体-珠光体；晶粒度7～8.5级，带状组织1.0～1.5级；抗拉强度1150～1400mpa、屈服强度1050～1300mpa、断面收缩率50～65%。

技术总结本发明公开一种高强度风电螺栓用钢42CrMoA弯曲度控制工艺，包括加热、轧制和冷却工序；所述加热工序，采用步进式加热炉，加热顺序依次包括预热段、加热一段、加热二段及均热段；其中，预热段温度为650～800℃，加热一段温度为900～1030℃，加热二段温度为1030～1100℃，均热段温度为1050～1090℃，总加热时间100～150min。本发明工艺生产的风电螺栓用钢42CrMoA具有良好的弯曲度，可达到2mm/m且总弯曲度不大于钢棒长度的0.20%，满足并适用6m长度以内的风电螺栓对于弯曲度的要求。技术研发人员：李昂,徐斌,肖国华,任刚,鲁晓旭,袁野,许海平受保护的技术使用者：邯郸钢铁集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29