耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热乳线材，尤其是一种耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条及其生产方法。
【背景技术】
[0002]金属表面与周围的介质发生化学或电化学的作用而遭受破坏，叫金属的腐蚀，许多紧固件长期处于野外环境中，其表面与周围介质(水汽、盐分等)极易发生化学及电化学作用，便会使紧固件表面产生锈蚀。由于腐蚀造成了紧固件的破坏，降低了材料的使用寿命O
[0003]解决防腐蚀问题的方法一般是加大腐蚀余量，并涂以防锈漆。前者会造成材料的浪费，后者因需要定期进行维护性重涂，造成维护成本提高，有时还会影响正常使用。另一种方法是使用金属涂层进行保护，主要是热浸镀或喷涂锌或铝，利用金属的阴极保护性能延长钢结构的寿命，但应用金属涂覆层也存在成本较高、污染环境等问题。
[0004]目前国内外有一些厂家可以生产耐大气腐蚀用钢，但多数为板材，而对于连乳道次多，表面质量难控制的线材耐候钢，国内鲜有报道。针对下游客户需要提高材料的使用寿命、降低材料在后续使用过程中维护费用，在不增加设备投资的基础上开发一种耐大气腐蚀用钢，使材料的性能满足用于对于螺栓力学性能的要求，同时又能够满足材料耐大气腐蚀性能，成为必须。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种性能优良的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条;本发明还提供了一种耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明成分按重量百分含量为:C 0.12?0.18%、Si 0.15?0.35%、Mn 0.60?0.90%、P< 0.030%、S< 0.030%、Cr 0.70 ?0.90%、Ni 0.20 ?0.50%、Cu
0.20?0.50%，其余为铁和微量杂质。
[0007]本发明所述Ni和Cu的含量配比为1.2 2 Ni%:Cu%>0.8o
[0008]本发明方法包括冶炼、加热、乳制及吐丝、冷却工序，所述冶炼工序所得钢坯中成分的重量百分含量如上所述。
[0009]本发明方法所述加热工序:加热温度1050?1150 °C，保温时间70?130min。
[0010]本发明方法所述乳制及吐丝工序:钢坯经粗中乳、精乳和吐丝步骤，得到热乳盘条;进精乳温度为880?950 °C，吐丝温度为850?920 °C。
[0011 ]本发明方法所述冷却工序:盘条相变前段冷却速率控制在0.4?0.8°C/s。
[0012]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明通过加入合金Cu、Cr等元素，使紧固件在使用过程中通过表面锈蚀，自然形成一种致密且与基体结合紧密的非晶态金属膜，使材料具有耐大气腐蚀的目的;通过加入合金元素Ni，使材料热乳时具有良好的表面质量，满足后续的拉拔、冷镦过程表面没有明显的开裂现象。本发明具有耐腐蚀性好、抗拉强度高、表面质量好、性能优良等特点。
[0013]本发明方法是在钢中加入了少量的铜、铬、镍等元素，使钢材在锈层和基体之间形成一层致密且与基体金属粘附性好的非晶态尖晶石型氧化物膜，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中的氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料内部发展，从而大大提高了钢铁材料的耐腐蚀性能。本发明方法采用调整加热温度、低温乳制、降低冷速等工艺调整，所得热乳盘条的微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度470?530MPa、面缩率60?75%，耐腐蚀性指数I 2 6.2，外观质量优，成型性能好。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0015]图1一7分别为本发明实施例1 一7中热乳盘条的微观组织图。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0017](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分含量为:C 0.15%、Si0.20%^Mn 0.82%、P 0.020%、S 0.010%、Cr 0.81%、Ni 0.24%^Cu 0.23%，其余为铁和不可避免的微量杂质；其中Ni/Cu=0.24/0.23=1.04；耐腐蚀性指数为1=6.3。
[0018](2)加热工序:将钢坯加热至1100°C，保温时间85min;然后高压水除磷，除磷温度为1080°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0019](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度895 °C ；精乳结束后，吐丝温度控制在880 °C。
[0020](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.5°C/s。
[0021 ]本实施例生产的Φ 18mm规格的冷镦钢热乳盘条，图1所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度503MPa，面缩率69%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至17.2mm—球化退火一拉拔至17mm—冷镦，制作成内六角螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0022]实施例2:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0023](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.16%,Si0.22%、Μη 0.80%^Cr 0.83%、Cu 0.24%、Ni 0.25%、Ρ 0.021%、S 0.013%、其余为铁;其中Ni/Cu=1.04 ；耐腐蚀性指数为1=6.5。
[0024](2)加热工序:将钢坯加热至1100°C，保温时间85min;然后高压水除磷，除磷温度为1080°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0025](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度905 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在890 °C。
[0026](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.45 °C/s。
[0027]本实施例生产的Φ20mm规格的冷镦钢热乳盘条，图2所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度512MPa，面缩率67%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至18.3mm—球化退火一拉拔至17.6mm—冷镦，制作成T型螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0028]实施例3:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0029](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.13%,Si0.23%、Μη 0.72%、Ρ 0.018%、S 0.008%、Cr 0.72%、Ni 0.21%、Cu 0.24%，其余为铁;其中Ni/Cu=0.875 ；耐腐蚀性指数为1=6.3。
[0030](2)加热工序:将钢坯加热至1100°C，保温时间10min;然后高压水除磷，除磷温度为1020°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0031](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度900 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在855 °C。
[0032](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.6°C/s。
[0033]本实施例生产的Φ16mm规格的冷镦钢热乳盘条，图3所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度510MPa，面缩率68%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至15.3mm—简化退火一拉拔至14.80mm—冷镦，制作成内六角螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0034]实施例4:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0035](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.14%,Si0.23%、Μη 0.90%、Ρ 0.027%、S 0.015%、Cr 0.79%^Ni 0.24%^Cu 0.20%、其余为铁；其中Ni/Cu=1.2 ；耐腐蚀性指数为1=6.4。
[0036](2)加热工序:将钢坯加热至1090°C，保温时间85min;然后高压水除磷，除磷温度为1040°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0037](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度905 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在895 °C。
[0038](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.60 °C/s。
[0039]本实施例生产的Φ14mm规格的冷镦钢热乳盘条，图4所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度524MPa，面缩率67%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至13_—简化退火一拉拔至12.6_—冷镦，制作成T型螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0040]实施例5:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0041](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.18%,Si0.31%、Μη 0.60%、Ρ 0.016%、S 0.024%^Cr 0.90%^Ni 0.45%^Cu 0.50%、其余为铁；其中Ni/Cu=0.90 ；耐腐蚀性指数为1=6.9。
[0042](2)加热工序:将钢坯加热至1050°C，保温时间120min;然后高压水除磷，除磷温度为1030°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0043](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度950 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在920 °C。
[0044](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.7°C/s。
[0045]本实施例生产的Φ20mm规格的冷镦钢热乳盘条，图5所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度495MPa，面缩率71%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至18.6_—简化退火一拉拔至17.6_—冷镦，制作成T型螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0046]实施例6:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0047](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.12%, Si0.35%、Μη 0.67%、Ρ 0.018%、S 0.030%、Cr 0.75%、Ni 0.50%^Cu 0.42%、其余为铁;其中Ni/Cu=1.19；耐腐蚀性指数为1=7.2。
[0048](2)加热工序:将钢坯加热至1150°C，保温时间70min;然后高压水除磷，除磷温度为1040°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0049](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度890 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在865 °C。
[0050](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.4°C/s。
[0051 ]本实施例生产的Φ 12.5mm规格的冷镦钢热乳盘条，图6所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度525MPa，面缩率68%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至11.8mm—简化退火一拉拔至11.0mm—冷镦，制作成T型螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
[0052]实施例7:本耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条采用下述具体工艺生产而成。
[0053](I)冶炼工序:冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为:C 0.17%,Si0.15%、Μη 0.78%、Ρ 0.030%、S 0.018%、Cr 0.70%^Ni 0.20%^Cu 0.25%、其余为铁;其中Ni/Cu=0.8 ；耐腐蚀性指数为1=6.8。
[0054](2)加热工序:将钢坯加热至1120°C，保温时间130min;然后高压水除磷，除磷温度为1040°C，要求除磷水压至少lOMPa。
[0055](3)乳制及吐丝工序:将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精车L，进精乳温度880 °C，精乳结束后，吐丝温度控制在850 °C。
[0056](4)冷却工序:进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在0.8°C/s。
[0057]本实施例生产的Φ17mm规格的冷镦钢热乳盘条，图7所示，其微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度499MPa，面缩率70%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗一磷化一拉拔至16.0mm—简化退火一拉拔至15.2_—冷镦，制作成T型螺栓，外观质量优、无开裂现象、成型性能好、100%合格。
【主权项】
1.一种耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条，其特征在于，其成分按重量百分含量为:C 0.12?0.18%、Si 0.15?0.35%、Μη 0.60?0.90%、Ρ<0.030%、S<0.030%、Cr 0.70?0.90%、Ni0.20?0.50%、Cu 0.20?0.50%;其余为铁和微量杂质。2.根据权利要求1所述的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条，其特征在于:所述Ni和Cu的含量配比为I.2 > Ni%: Cu% > 0.8。3.一种耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法，包括冶炼、加热、乳制及吐丝、冷却工序，其特征在于，所述冶炼工序所得钢坯中成分的重量百分含量为:C 0.12?0.18%、Si0.15?0.35%、Μη 0.60?0.90%、Ρ < 0.030%、S < 0.030%、Cr 0.70?0.90%、Ni 0.20?0.50%、Cu 0.20?0.50%，其余为铁和微量杂质。4.根据权利要求3所述的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法，其特征在于，所述加热工序:加热温度1050?1150 °C，保温时间70?130min。5.根据权利要求3所述的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法，其特征在于，所述乳制及吐丝工序:钢坯经粗中乳、精乳和吐丝步骤，得到热乳盘条;进精乳温度为880?950°C，吐丝温度为850?920 °C。6.根据权利要求3所述的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法，其特征在于，所述冷却工序:盘条相变前段冷却速率控制在0.4?0.8°C/s。7.根据权利要求3— 6任意一项所述的耐大气腐蚀冷镦钢热乳盘条的生产方法，其特征在于:所述Ni和Cu的含量配比为1.2 > Ni%:Cu% 2 0.8。
【专利摘要】本发明公开了一种耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法，其成分按重量百分含量为：C 0.12～0.18%、Si 0.15～0.35%、Mn 0.60～0.90%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr 0.70～0.90%、Ni 0.20～0.50%、Cu 0.20～0.50%，其余为铁和微量杂质。本热轧盘条通过加入合金Cu、Cr等元素，使紧固件在使用过程中通过表面锈蚀，自然形成一种致密且与基体结合紧密的非晶态金属膜，使材料具有耐大气腐蚀的目的；通过加入合金元素Ni，使材料热轧时具有良好的表面质量，满足后续的拉拔、冷镦过程表面没有明显的开裂现象。本热轧盘条具有耐腐蚀性好、抗拉强度高、表面质量好、性能优良等特点。
【IPC分类】C22C38/08, C21D8/06, C22C38/02, C22C38/04, C22C38/16, C22C38/18
【公开号】CN105714195
【申请号】CN201610129356
【发明人】翟进坡, 田新中, 张治广, 崔娟, 陈继林, 郭明仪, 阮士朋, 黄翠环, 王利军, 刘超, 王宁涛, 冯忠贤, 回士旭, 阎丽珍
【申请人】邢台钢铁有限责任公司