具有改善的延迟断裂抗力的线材和部件及其制造方法与流程

本公开内容涉及具有改善的延迟断裂抗力的线材和部件及其制造方法，更具体地，涉及可以用于暴露于各种应力和腐蚀环境的汽车和结构的紧固螺栓等的线材和部件及其制造方法。

背景技术：

1、随着汽车和结构的减重和小型化，用于汽车和结构的紧固螺栓等的线材需要高强度。通常，利用冷加工、晶粒细化、马氏体强化、析出强化等来提高钢材的强度。

2、然而，用于强化的位错、晶界、马氏体板条边界、细的析出物边界通过在钢材中充当氢陷阱而导致较差的延迟断裂性。为此原因，延迟断裂性在抗拉强度为1gpa或更高的高强度螺栓中变得较差。

3、为了解决该问题，在抗拉强度为1gpa或更高的具有回火马氏体组织的高强度螺栓用钢中使用添加有mo的cr-mo合金钢。但是，为了响应随着螺栓制造技术的开发而对成本降低的需求，已经尝试用cr-b钢代替cr-mo钢。因此，在对安全性没有显著影响的情况下通过对结构中使用的螺栓使用cr-b钢，实现了成本降低。然后，在其安全性得到确定之后，cr-b钢被用于汽车的一些紧固螺栓。

4、此外，在汽车工业中，需要开发可以比cr-b钢更加降低成本的螺栓用材料。为了响应该需求，近来进行了将利用比cr更便宜的mn的mn-b钢应用于1gpa或更高的高强度螺栓的技术开发。

5、然而，由于mn与cr相比在铁素体基体中导致高固溶强化，因此mn-b钢可能导致在螺栓的螺纹部分中开裂。因此，为了制造1gpa或更高的高强度螺栓而添加的高含量mn的钢难以用于高强度螺栓，因为由于开裂，在螺栓的螺纹部分中可能发生延迟断裂。

技术实现思路

1、技术问题

2、在一个方面中，本公开内容旨在通过优化mn-b钢的固溶强化效应和经由控制合金元素改善可成型性来提供具有改善的延迟断裂抗力的高强度螺栓用线材、螺栓及其制造方法。

3、技术方案

4、根据本公开内容的一个示例性实施方案的具有改善的延迟断裂抗力的线材按重量％计包含：0.15％至0.30％的c、0.15％至0.25％的si、0.95％至1.35％的mn、0.030％或更少的p、0.030％或更少的s、0.015％至0.030％的ti、0.0010％至0.0040％的b、0.0010％至0.0080％的n、以及作为余量的fe和不可避免的杂质，并且所述线材满足式1。

5、[式1]2.0≤5.5x[si]+[mn]≤2.4

6、在式1中，[si]和[mn]表示相应元素的含量(重量％)。

7、在本公开内容的另一个示例性实施方案中，线材可以满足式2。

8、[式2]1.0＜[ti]/3.42[n]＜2.0

9、在式2中，[ti]和[n]表示相应元素的含量(重量％)。

10、在本公开内容的另一个示例性实施方案中，tin夹杂物的尺寸可以为15μm或更小。

11、根据本公开内容的一个示例性实施方案的用于制造具有改善的延迟断裂抗力的线材的方法包括：在880℃至980℃下对钢材进行精轧的步骤，所述钢材按重量％计包含：0.15％至0.30％的c、0.15％至0.25％的si、0.95％至1.35％的mn、0.030％或更少的p、0.030％或更少的s、0.015％至0.030％的ti、0.0010％至0.0040％的b、0.0010％至0.0080％的n、以及作为余量的fe和不可避免的杂质，并且所述钢材满足式1；

12、以及在830℃至930℃下进行卷绕的步骤。

13、[式1]2.0≤5.5x[si]+[mn]≤2.4

14、在式1中，[si]和[mn]表示相应元素的含量(重量％)。

15、在本公开内容的另一个示例性实施方案中，钢材可以满足式2。

16、[式2]1.0＜[ti]/3.42[n]＜2.0

17、在式2中，[ti]和[n]表示相应元素的含量(重量％)。

18、根据本公开内容的一个示例性实施方案的用于制造具有改善的延迟断裂抗力的部件的方法包括：对根据本公开内容制造的线材进行拉拔的步骤；在745℃至770℃下对经拉拔的线材进行球化热处理的步骤；在870℃至940℃下对经球化热处理经拉拔的线材进行加热的步骤；在50℃至80℃下对经球化热处理经拉拔的线材进行淬火的步骤；以及在400℃至600℃下对经淬火的部件进行回火的步骤。

19、根据本公开内容的一个示例性实施方案的具有改善的延迟断裂抗力的部件按重量％计包含：0.15％至0.30％的c、0.15％至0.25％的si、0.95％至1.35％的mn、0.030％或更少的p、0.030％或更少的s、0.015％至0.030％的ti、0.0010％至0.0040％的b、0.0010％至0.0080％的n、以及作为余量的fe和不可避免的杂质，并且所述部件满足式1。

20、[式1]2.0≤5.5x[si]+[mn]≤2.4

21、在式1中，[si]和[mn]表示相应元素的含量(重量％)。

22、在本公开内容的另一个示例性实施方案中，部件满足式2。

23、[式2]1.0＜[ti]/3.42[n]＜2.0

24、在式2中，[ti]和[n]表示相应元素的含量(重量％)。

25、在本公开内容的另一个示例性实施方案中，部件按体积分数计包含0.3％至2％的残余奥氏体组织和残余回火马氏体组织。

26、有益效果

27、根据本公开内容的一个示例性实施方案的具有改善的延迟断裂抗力的高强度螺栓用部件改善了在mn-b钢螺栓的螺纹部分的加工期间的可成型性。因此，可以通过防止螺栓的螺纹部分中的裂纹来抑制1gpa级高强度螺栓的延迟断裂。

技术特征：

1.一种具有改善的延迟断裂抗力的线材，按重量％计包含：0.15％至0.30％的c、0.15％至0.25％的si、0.95％至1.35％的mn、0.030％或更少的p、0.030％或更少的s、0.015％至0.030％的ti、0.0010％至0.0040％的b、0.0010％至0.0080％的n、以及作为余量的fe和不可避免的杂质，并且所述线材满足式1：

2.根据权利要求1所述的线材，所述线材满足式2：

3.根据权利要求1所述的线材，其中tin夹杂物的尺寸为15μm或更小。

4.一种用于制造具有改善的延迟断裂抗力的线材的方法，包括：

5.根据权利要求4所述的用于制造线材的方法，其中所述钢材满足式2：

6.一种用于制造具有改善的延迟断裂抗力的部件的方法，包括：

7.一种具有改善的延迟断裂抗力的部件，按重量％计包含：0.15％至0.30％的c、0.15％至0.25％的si、0.95％至1.35％的mn、0.030％或更少的p、0.030％或更少的s、0.015％至0.030％的ti、0.0010％至0.0040％的b、0.0010％至0.0080％的n、以及作为余量的fe和不可避免的杂质，并且所述部件满足式1：

8.根据权利要求7所述的部件，所述部件满足式2：

9.根据权利要求7所述的部件，所述部件按体积分数计包含0.3％至2％的残余奥氏体组织和残余回火马氏体组织。

技术总结
公开了具有改善的延迟断裂抗力的线材和部件及其制造方法。根据本公开内容的具有改善的延迟断裂抗力的线材按重量％计包含：0.15％至0.30％的C、0.15％至0.25％的Si、0.95％至1.35％的Mn、0.030％或更少的P、0.030％或更少的S、0.015％至0.030％的Ti、0.0010％至0.0040％的B、0.0010％至0.0080％的N、以及作为余量的Fe和不可避免的杂质，并且所述线材满足式1。[式1]2.0≤5.5X[Si]+[Mn]≤2.4(在式1中，[Si]和[Mn]表示相应元素的含量(重量％))。

技术研发人员：全英洙,李相润,崔锡欢,崔明洙
受保护的技术使用者：浦项股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15