本发明涉及一种热轧线材及其生产方法，尤其是一种耐候螺栓用10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法。
背景技术：
高强度和长寿命一直是金属材料研究的方向。高强度连接螺栓用于钢结构连接，在钢结构的设计中，高强度螺栓起着连接、紧固和定位的作用，随着建筑结构的高层化以及大桥的超长化等方面，对作为联接部件的螺栓提出了高设计应力和轻重量的要求。对此最有效的措施便是螺栓钢的高强度化。
据了解，美国、加拿大、日本、欧洲等国家的耐候钢得到了广泛的应用，而在国内，耐候钢的应用范围并不大，目前国内的各大钢厂都开始进行钢结构用耐候钢板的研究，目前最常用的钢结构连接方法是高强度螺栓连接。耐大气腐蚀高强度螺栓用热轧盘条，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。
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。申请号为201310290465.0的中国专利申请提供了一种耐大气腐蚀的高强度免退火冷镦钢的制备方法，但其主要针对的是一种8.8级免退火耐大气腐蚀盘条。专利号为201210122948.5的中国专利提供了一种铁道车辆用高耐蚀型的耐候埋弧焊丝及盘条，该专利主要针对的是一种焊丝用钢，虽然焊接性能好但强度无法达到10.9级紧固件用钢的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种力学性能、腐蚀性好的10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条；本发明还提供了一种10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明成分按重量百分比为：C 0.25～0.35%、Si 0.15～0.35%、Mn 0.60～0.90%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr 0.60～0.90%，Ni 0.20～0.50%、Cu 0.20～0.50%，其余为铁和微量杂质。
本发明方法包括加热、轧制和冷却工序，所述盘条成分按重量百分比如上所述。
本发明方法所述加热工序：加热温度1050～1150℃，保温时间70～130min。
本发明方法所述轧制工序：进精轧温度880～950℃，吐丝温度850～920℃。
本发明方法所述冷却工序：盘条相变前段冷却速率为0.4～0.6℃/s。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过化学成分的优化设计，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效果；通过加入合金元素Ni，使材料热轧时具有良好的表面质量，后续的拉拔、冷镦过程表面没有明显的开裂现象；具有力学性能、腐蚀性好、成型性能好等特点。
本发明方法采用合理设计化学成分、调整加热温度、控制轧制温度、降低冷速等工艺调整，获得的热轧盘条微观组织由铁素体+贝氏体+少量珠光体组成，抗拉强度800～950MPa、面缩率35～50%，满足用户的加工要求。本发明方法所得热轧盘条的性能满足螺栓力学性能的需求，同时又能够满足材料耐大气腐蚀性能，耐腐蚀性指数I≥6.2；外观质量优，成型性能好。
附图说明
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。
图1是本发明的金相图；
图2 是本发明的极化曲线图。
具体实施方式
实施例1：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.32%、Si 0.20%、Mn 0.82%、P 0.020%、S 0.010%、Cr 0.81%、Ni 0.24%、Cu 0.25%，其余为铁，耐腐蚀性指数为I=6.4。
（2）加热工序：将钢坯加热至1100℃，保温时间85min；然后高压水除磷，除磷温度为1040℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度895℃，精轧结束后，吐丝温度控制在880℃。
（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℃/s。
本实施例所得Φ18mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度885MPa，面缩率48%；金相图见图1，由图可知，其微观组织由铁素体+贝氏体+少量珠光体组成；极化曲线图见图2，由图可知，其耐腐蚀性能优良。经某高强螺栓加工厂进行深加工：酸洗－磷化－拉拔至17.2mm－球化退火－拉拔至17mm－冷镦，制成内六角螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
实施例2：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.28%、Si 0.22%、Mn 0.80%、P 0.021%、S 0.013%、Cr 0.83%、Ni 0.26%、Cu 0.26%，其余为铁，耐腐蚀性指数为I=6.6。
（2）加热工序：将钢坯加热至1080℃，保温时间90min；然后高压水除磷，除磷温度为1020℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度905℃，精轧结束后，吐丝温度控制在890℃。
（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℃/s。
本实施例所得Φ20mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度860MPa，面缩率45%。经某汽车紧固件厂进行深加工：酸洗－磷化－拉拔至18.7mm－球化退火－拉拔至18.3mm－冷镦，制成T型螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
实施例3：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.30%、Si 0.15%、Mn 0.85%、P 0.022%、S 0.012%、Cr 0.79%、Ni 0.35%、Cu 0.50%、其余为铁，耐腐蚀性指数为I=6.4。
（2）加热工序：将钢坯加热至1100℃，保温时间100min；然后高压水除磷，除磷温度为1040℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度900℃，精轧结束后，吐丝温度控制在860℃。
（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0.55℃/s。
本实施例所得Φ16mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度890MPa，面缩率43%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗－磷化－拉拔至15.3mm－简化退火－拉拔至14.80mm－冷镦，制成大六角螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
实施例4：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.35%、Si 0.23%、Mn 0.90%、P 0.025%、S 0.015%、Cr 0.60%、Ni 0.39%、Cu 0.20%、其余为铁，耐腐蚀性指数为I=6.9。
（2）加热工序：将钢坯加热至1090℃，保温时间130min；然后高压水除磷，除磷温度为1030℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度950℃，精轧结束后，吐丝温度控制在920℃。
（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0.56℃/s。
本实施例所得Φ14mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度900MPa，面缩率42%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗－磷化－拉拔至13mm－简化退火－拉拔至12.6mm－冷镦，制成T型螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
实施例5：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.30%、Si 0.25%、Mn 0.75%、P 0.030%、S 0.018%、Cr 0.72%、Ni 0.50%、Cu 0.32%、其余为铁，耐腐蚀性指数为I=7.0。
（2）加热工序：将钢坯加热至1150℃，保温时间80min；然后高压水除磷，除磷温度为1040℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度910℃，精轧结束后，吐丝温度控制在900℃。
（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0.40℃/s。
本实施例所得Φ24mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度860MPa，面缩率48%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗－磷化－拉拔至22.7mm－简化退火－拉拔至22.3mm－冷镦，制成大六角螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
实施例6：本10.9级耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条采用下述方法生产而成。
（1）冶炼、连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.25%、Si 0.35%、Mn 0.60%、P 0.027%、S 0.030%、Cr 0.90%、Ni 0.20%、Cu 0.45%，其余为铁，耐腐蚀性指数为I=7.0。
（2）加热工序：将钢坯加热至1050℃，保温时间70min；然后高压水除磷，除磷温度为1000℃，要求除磷水压至少10MPa。
（3）轧制工序：将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度880℃，精轧结束后，吐丝温度控制在850℃。
（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℃/s。
本实施例所得Φ18mm规格的冷镦钢热轧盘条，抗拉强度885MPa，面缩率45%。经某高强螺栓加工厂进行深加工：酸洗－磷化－拉拔至17.2mm－球化退火－拉拔至17mm－冷镦，制成内六角螺栓；所得螺栓外观质量优，无开裂现象，成型性能好，100%合格。
联系客服
