傳統(tǒng)8.8級高強緊固件采用中碳鋼或合金鋼,需要在加工前退火提高可加工性能及成型后淬火、回火調(diào)質(zhì)熱處理實現(xiàn)高強化,存在生產(chǎn)周期長、能耗大及環(huán)境污染等問題。隨著國家低碳綠色戰(zhàn)略發(fā)展的提出,緊固件產(chǎn)業(yè)面臨環(huán)保壓力加大和產(chǎn)業(yè)裝備升級的局面。產(chǎn)量約占60%以上8.8級及以上級別為高強度緊固件,若采用冷作強化非調(diào)質(zhì)雙相冷鐓鋼替代傳統(tǒng)冷鐓鋼,可省去加工前退火及成型后的調(diào)質(zhì)處理工序,貼合國家節(jié)能降碳政策,具有較好的發(fā)展前景。 首鋼長鋼公司開發(fā)的冷作強化非調(diào)質(zhì)雙相冷鐓鋼MFT8-DP盤條,鋼的顯微組織為鐵素體+馬氏體雙相組織,馬氏體含量不小于10%。產(chǎn)品工藝質(zhì)量控制較為嚴格,要求成分穩(wěn)定、有害元素低、夾雜物少,金相組織達到雙相鋼及相應比例,具有較高的抗拉強度,較低的屈強比和較高的加工硬化率,盤條通長組織均勻、截面組織一致,下游用戶拉拔加工后制作的緊固件的強度、韌性和耐疲勞性等綜合性能達到調(diào)質(zhì)處理水平,可省去熱處理工序成本,同時避免因熱處理造成的表面氧化、脫碳和工件變形等問題。 通過鋼中加入一定量的淬硬性合金和微量元素,軋鋼過程采用控軋控冷技術,實現(xiàn)鋼材金相組織的控制。鋼中加入Si元素,擴大α+γ兩相區(qū),提高奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度,促進鐵素體的析出。采用增加?C、Mn?元素在奧氏體中的偏聚程度,提高奧氏體的淬透性。而Cr元素是一種中強碳化物形成元素,縮小奧氏體區(qū)域元素,顯著促進馬氏體相變,推遲珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域??刂妻D(zhuǎn)爐終點碳不大于0.06%,終點溫度1640~1660℃。加強精煉工序的脫氧脫硫,實現(xiàn)低硫、低氧成分控制。采用鋼包弱吹氬,促進夾雜物上浮去除的同時也防止鋼水二次氧化。連鑄采用全保護澆注,恒拉速操作,控制拉矯前矯直溫度920℃以上。軋制加熱保持還原性氣氛,保證頭尾溫度均勻,鑄坯開軋溫度950-1000℃,軋后控制在相變溫度快速冷卻,將剩余未轉(zhuǎn)變的富碳奧氏體通過散冷風機快速冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。非調(diào)質(zhì)雙相冷鐓鋼軋制為Φ10-12mm規(guī)格盤條。取Φ10mm規(guī)格盤條一道次拉拔至Φ8.58mm,面縮率為26.4%,拉拔后抗拉強度為916-931MPa,鋼材加工硬化提升抗拉217-251MPa。將Φ12mm規(guī)格盤條一道次拉拔至Φ10.78mm,面縮率為19.3%,經(jīng)頂鍛機加工為六角螺栓后,其拉拔抗拉強度為850-910MPa,較原材抗拉提高184-244Mpa。所開發(fā)盤條產(chǎn)品力學性能穩(wěn)定,各項質(zhì)量指標符合T/SSEA 0082《高強緊固件用非調(diào)質(zhì)雙相冷鐓鋼盤條》標準要求。鋼材抗拉強度627-652MPa,斷面收縮率50-59%,產(chǎn)品冷頂鍛性能良好。非調(diào)質(zhì)雙相冷鐓鋼盤條基體組織為F+M,晶粒度9.5-11級,鐵素體比例為76-83%,各類夾雜物等級控制在1.5級內(nèi),具有良好的加工性能指標,加工為螺栓后抗拉強度達到800MPa以上,完全滿足加工8.8級高強度螺栓緊固件要求。
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