一种高强度长寿命螺栓的退火工艺的制作方法

本发明涉及螺栓材料，具体的，涉及一种高强度长寿命螺栓的退火工艺。

背景技术：

1、螺栓是由头部和带有外螺纹的螺杆两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合使用，用于紧固连接两个带有通孔的零件。在汽车、机械制造、能源、交通、桥梁、建筑、化工及航空航天等领域应用广泛，其产品质量的可靠性对主体工作性能和结构安全性起着重要作用。随着制造业技术的发展，对螺栓材料的强度、耐腐蚀性、加工性能及疲劳性能等提出了更高要求。

2、目前螺栓的加工方式一般为车削成型，但强度较低，在使用时常常会出现掉头、杆部断裂等现象，对工业生产危害很大，因此对螺栓生产方法加以研究和改进，确保螺栓的强度得以提高，但是强度级别提高后会产生延迟断裂现象，形成潜在的事故源。

技术实现思路

1、本发明提出一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，解决了相关技术中螺栓在强度提高时会降低耐延迟断裂性能的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种用于制备高强度长寿命螺栓的钢材，按重量百分比计，所述钢材由以下组分组成：c 0.3%～0.4%，si 0.1%～0.2%，mn 0.2%～0.3%，cr 1%～1.5%，mo 0.8%～1.2%，ti 0.08%~0.12%，v 0.2%~0.4%，晶粒细化剂0.03%~0.05%，p≤0.01%，s≤0.006%，n≤0.005%，其余为fe和不可避免的杂质；

4、所述晶粒细化剂由re、er和b组成。

5、作为进一步技术方案，所述re、er和b的质量比为3:1~6:1。

6、作为进一步技术方案，所述re、er和b的质量比为3:4:1。

7、本发明还包括一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，包括以下步骤：

8、s1、对钢材进行调质热处理，得到螺栓毛坯；

9、s2、螺栓毛坯经加工成型，退火，得到高强度长寿命螺栓。

10、作为进一步技术方案，所述一种用于制备高强度长寿命螺栓的钢材的制备方法，包括以下步骤：将用于制备高强度长寿命螺栓的钢材中各原料依次进行冶炼、精炼、铸造、热轧、退火，得到用于制备高强度长寿命螺栓的钢材。

11、作为进一步技术方案，所述s1中调质热处理为钢材依次经淬火、冷却、回火、冷却，得到螺栓毛坯。

12、作为进一步技术方案，所述s1中淬火的温度为850～900℃，淬火的时间为2～3min/mm。

13、作为进一步技术方案，所述s1中回火的温度为500～650℃，回火的时间为2～3min/mm。

14、作为进一步技术方案，所述s2中退火为螺栓毛坯经加工成型后，预热、升温、冷却、升温、冷却、升温、降温、冷却，得到高强度长寿命螺栓。

15、本发明的工作原理及有益效果为：

16、1、本发明中，在螺栓原料中添加晶粒细化剂，可以强化基体、细化组织，从而提高螺栓的抗拉强度和断裂应力比，并且通过合理控制晶粒细化剂中re、er和b的质量比，不仅可以进一步提高螺栓的抗拉强度和断裂应力比，还可以解决仅用稀土金属元素充当晶粒细化剂时，造成成本较高的问题。

技术特征：

1. 一种用于制备高强度长寿命螺栓的钢材，其特征在于，按重量百分比计，所述钢材由以下组分组成：c 0.3%～0.4%，si 0.1%～0.2%，mn 0.2%～0.3%，cr 1%～1.5%，mo 0.8%～1.2%，ti 0.08%~0.12%，v 0.2%~0.4%，晶粒细化剂0.03%~0.05%，p≤0.01%，s≤0.006%，n≤0.005%，其余为fe和不可避免的杂质；

2.根据权利要求1所述的一种用于制备高强度长寿命螺栓的钢材，其特征在于，所述re、er和b的质量比为3:1~6:1。

3.一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，其特征在于，所述s2中退火为螺栓毛坯经加工成型后，预热、升温、冷却、升温、冷却、升温、降温、冷却，得到高强度长寿命螺栓。

5.根据权利要求3所述的一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，其特征在于，所述s1中调质热处理为钢材依次经淬火、冷却、回火、冷却，得到螺栓毛坯。

6.根据权利要求5所述的一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，其特征在于，所述s1中淬火的温度为850～900℃，淬火的时间为2～3min/mm。

7.根据权利要求5所述的一种高强度长寿命螺栓的退火工艺，其特征在于，所述s1中回火的温度为500～650℃，回火的时间为2～3min/mm。

技术总结
本发明涉及螺栓材料技术领域，提出了一种用于制备高强度长寿命螺栓的钢材，按重量百分比计，所述钢材由以下组分组成：C 0.3%～0.4%，Si 0.1%～0.2%，Mn 0.2%～0.3%，Cr 1%～1.5%，Mo 0.8%～1.2%，Ti 0.08%~0.12%，V 0.2%~0.4%，晶粒细化剂0.03%~0.05%，P≤0.01%，S≤0.006%，N≤0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述晶粒细化剂由Re、Er和B组成。通过上述技术方案，解决了现有技术中螺栓在强度提高时会降低耐延迟断裂性能的问题。

技术研发人员：赵中凯,杨昭敏
受保护的技术使用者：河北万力高强度紧固件制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10