传统8.8级高强紧固件采用中碳钢或合金钢,需要在加工前退火提高可加工性能及成型后淬火、回火调质热处理实现高强化,存在生产周期长、能耗大及环境污染等问题。随着国家低碳绿色战略发展的提出,紧固件产业面临环保压力加大和产业装备升级的局面。产量约占60%以上8.8级及以上级别为高强度紧固件,若采用冷作强化非调质双相冷镦钢替代传统冷镦钢,可省去加工前退火及成型后的调质处理工序,贴合国家节能降碳政策,具有较好的发展前景。 首钢长钢公司开发的冷作强化非调质双相冷镦钢mft8-dp盘条,钢的显微组织为铁素体 马氏体双相组织,马氏体含量不小于10%。产品工艺质量控制较为严格,要求成分稳定、有害元素低、夹杂物少,金相组织达到双相钢及相应比例,具有较高的抗拉强度,较低的屈强比和较高的加工硬化率,盘条通长组织均匀、截面组织一致,下游用户拉拔加工后制作的紧固件的强度、韧性和耐疲劳性等综合性能达到调质处理水平,可省去热处理工序成本,同时避免因热处理造成的表面氧化、脱碳和工件变形等问题。 通过钢中加入一定量的淬硬性合金和微量元素,轧钢过程采用控轧控冷技术,实现钢材金相组织的控制。钢中加入si元素,扩大α γ两相区,提高奥氏体向铁素体转变温度,促进铁素体的析出。采用增加 c、mn 元素在奥氏体中的偏聚程度,提高奥氏体的淬透性。而cr元素是一种中强碳化物形成元素,缩小奥氏体区域元素,显著促进马氏体相变,推迟珠光体和贝氏体转变区域。控制转炉终点碳不大于0.06%,终点温度1640~1660℃。加强精炼工序的脱氧脱硫,实现低硫、低氧成分控制。采用钢包弱吹氩,促进夹杂物上浮去除的同时也防止钢水二次氧化。连铸采用全保护浇注,恒拉速操作,控制拉矫前矫直温度920℃以上。轧制加热保持还原性气氛,保证头尾温度均匀,铸坯开轧温度950-1000℃,轧后控制在相变温度快速冷却,将剩余未转变的富碳奥氏体通过散冷风机快速冷却转变为马氏体组织。非调质双相冷镦钢轧制为φ10-12mm规格盘条。取φ10mm规格盘条一道次拉拔至φ8.58mm,面缩率为26.4%,拉拔后抗拉强度为916-931mpa,钢材加工硬化提升抗拉217-251mpa。将φ12mm规格盘条一道次拉拔至φ10.78mm,面缩率为19.3%,经顶锻机加工为六角螺栓后,其拉拔抗拉强度为850-910mpa,较原材抗拉提高184-244mpa。所开发盘条产品力学性能稳定,各项质量指标符合t/ssea 0082《高强紧固件用非调质双相冷镦钢盘条》标准要求。钢材抗拉强度627-652mpa,断面收缩率50-59%,产品冷顶锻性能良好。非调质双相冷镦钢盘条基体组织为f m,晶粒度9.5-11级,铁素体比例为76-83%,各类夹杂物等级控制在1.5级内,具有良好的加工性能指标,加工为螺栓后抗拉强度达到800mpa以上,完全满足加工8.8级高强度螺栓紧固件要求。
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