冷镦钢发展趋势及质量控制研究_张欢
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, 、
、 、
。
(2 ) 钢 铁 企 业 与研 究所 技术 中心 大学 重点 实 验 室 共 同 开发 研究 推 广 研究 高等级 冷 墩钢
,
。
4
冷 徽 钢 失 效模 式
冷 墩 钢 的失 效 模式 包括 冷 墩 开裂 拉 拔 断 丝 强 度 不 足 腐 蚀 断 裂 等 目前 下 游 冷 墩 钢 提 出的 质 量 抱 怨
,
,
o 高 r
一
巧 兆帕 ) 使 用 F
。
一
M
双 相钢线 材 可 不经球 化 退 火 制造 紧 固 件 大 大 缩 短 生 产 周 期 节 约 能 源 减 小 磨
。
,
,
,
具 的工 作 载荷并 延长 其使 用 寿 命
化 退火 钢
3 3 3
. .
另 一 优 点 是变 形 强 化 速 率 高 变 形 效果 不 仅 优 于 传 统 的 冷 墩 钢 也 优 于 球
en
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d
序
- 占~
曰
冷墩 钢 盘 条 一 般 分 为 低 中碳 优质 碳素 结构 钢 合 金 结 构 钢 铁素 体
造 船 设 备 制 造 电 子 家 电 建 筑等 行 业
、 、 、 、
、
、
、
一
马 氏 体 双相 钢 等 主 要用 于 汽 车
、
、
,
、
。
主 要 产 品 包 括 螺 栓 螺 母 螺 钉 铆 钉 自攻 螺 钉 等 各 类 紧 固 件 和
”
,
,
近 期马钢 8 8 级 高强
“
. .
度冷 墩 钢 用 户热 轧盘 条退 火 盘 条 的生 产 方 法 被评 为 中国 优 秀 专 利 奖 此 外 马 钢 已 经 掌 握 了 8
退火
10 9
.
8
级免球化
级 简 化退 火 以 及
。
8 8
.
级超 细 晶粒 非 调 质 的 冷 激 钢 系 列 生 产 技 术 为 国 内冷 激 钢 盘 条 顶 替 进 口 迈
, ,
,
0
.
5
一
0
5 6
,
断 面收 缩 率大 于 5 0 %
。 。
。
此外 为 避 免 在冷 墩 时 表 面 开 裂 要 求
,
,
,
钢 材 表 面 质量 良好 同 时 钢材 的表 面 脱碳 要尽 可 能 小
, ,
冷 墩 钢 在加 工 过程 中 由 于 变 形 量 较 大 承 受 的 变 形
,
速度 很 高 因 此要 求 冷 墩 钢 必 须 具有 良好 的 加 工 性 能 和 力 学性 能
G
3
个
:
G B / T石 47 8
。
一
200
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( 冷 墩 和 冷 挤 压用 钢) l
-
,
G B/ T 4 2犯
、 、
一
19 9 3
和 《 冷顶锻用不锈 钢丝》
、
/ B
T 5953
一
19 9 9
《 冷墩 钢 丝 )
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2 00 1
对 其表 面 质 量 内 在 质量 成 分均 匀 性 冷加 工性 能 及 尺 寸
7 75
精 度 均有 较 高 的要 求 既 要有 足 够 的强 度 又 要 有 良好 的 韧性 和 塑 性
2
.
,
,
。
1 2
.
sw R C H
冷 激钢 产 品 系列 (包括
一
SW R C H 6 A
一
Sw R CH 3 5 K
) 合 金 冷 墩 钢 系 列 ML 系 列 (ML 3 5 等 ) SC M 系 列
、
、
各 种 冷 墩 成 形 的零 配 件 1
1 1
.
。
工 艺流程 及性能要 求
冷徽 钢 生 产 工 艺 流 程
冷 墩 钢 盘 条 的 工艺 路线 依 次 为 高炉 铁水 炉外 脱 硫 转 炉 冶 炼
、 、 、 、 、 、
、
、
、
LF
。
炉 精 炼 连 铸 ( 结 晶 器 电磁 搅 拌 ) 连
、
、
轧 ( 钢坯 修 模 ) 加 热 高速 线 材 控 轧 控 冷 检 验 打 包 称 重 成 品 人 库
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: ; 缺陷 ; 质 量 控 制 现状 发 展趋 势
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.
。
、
高 强 度高
含 少 量 合金 元 素 不用 调 质 处 理 只 需 要 控 制轧 制 变形 量 及 随后 的 冷 却 速 度 即 可 保 证 必
。
,
,
,
要 的力 学 性能 的 非 调 制 钢
3
.
目前 非 调 质 钢 丝 的 韧性 稍 差 性 能 波 动 大 需 要 各 大 钢 厂 严 格 控 制 控轧 控 冷 工
态 钢 材 均 可 承 受 冷 墩作 业
3 3
.
.
,
。
通过 提高 硼 钢 中的
。
v
含 量 同 时降 低
,
P s
,
和 C 含 量 改 善 硼 钢 的综 合 力学 性
,
能 ; 进 一步 研 究 开发 超 细晶 粒 钢
5
耐 腐 蚀性 钢
,
,
随着 内 陆 资源 大量 消耗 人类将 由内陆 向 海 洋 转 移 海 洋 资 源 开发 将 成为 重 大 的发 展 课 题 由于 海 水 中
, ,
,
竞争 的需 要 用 户 会 要 求 1 3 / 冷 顶锻 合 格
3 2
.
1/ 4
冷 顶 锻 合格
。
冷 徽钢 发 展 要 求
首先不 以牺 牲 高 韧性 和 其他 优 良 的综 合 力 学性 能 为 前 提 进 一 步 强 度 化 ; 提 高 高 紧 固 件 的 可 靠 性 实 现
, ,
长 寿 化 ; 新 的 紧 固 件 材 料 的 设计 要 适 应 行业 的 特 点 和 产 品 制 造 技术 的 特 点 能够 实 现 降 低 成 本 节 约 资 源 能
一
, ,
;
、
马 氏 体 双 相 不 锈冷 墩 钢 新 产 品 大 大 提 高 了 钢 的 冷 墩 性 能 ; 日 本某 钢 厂 为 适 应 建 筑 行业 要 求 开 发
,
了具 有 良好 腐 蚀 性 和 冷 遁 形 能 通 过 淬 火 回火 硬 化 的 马 氏 体 冷 徽 钢
,
。
进 口 钢丝 的 金 相组 织 非 常 细 小 均匀 白 色 小 粒 状 的 先 共 析铁 素体 非 常 均匀 地 弥 散 分 布 在 基 体 上 没 有
出坚 实 一 步
2 2
.
国 外 现状 国 外 发 达 国 家 冷 激 钢产 业 已 基 本 形 成 规模 重 点 是 根 据 用 户 的要 求 改 善 冷 墩 钢 材料 的 质 量 性 能
,
,
。
从降
、
低低标 准 件材 料成本 和 加工成 本 入 手 推 出 了 多 种 不 锈 钢 螺 栓 和 螺钉 用 钢 开 发 了 一 系 列 奥 氏 体 铁 素 体 铁素 体
网 状 组织 存 在 丝 率较ຫໍສະໝຸດ Baidu低
。 。
,
晶 粒 大 小仅 为
、 、
、
1
一
2 林m
、
,
并 且 具 有 良好 的 强 塑 性 在 拉拔 过 程 中显 示 出 优 良 的 拉 拔 性 能 断
,
,
,
美 国 德 国 英 国 法 国 日本 是 紧 固 件用 钢 的 进 口 国 也 是 高档 紧 固 件 产 品 的 出 口 国
特 别是 在 汽 车 工 程 建 筑 机械 行 业 其 零
, 。
、
,
配 件 工 作 条件 恶劣 承 受 的工 作 应 力 大 故对 制 造 这 类 零 配 件 的 性 能要 求苛 刻 生 产难 度较 大
2
2 1
2
.
国 内 国 外生产 状 况
.
、
国 内 现状
.
1
1
国 内冷 墩 钢 标 准
, ,
由 于 我 国 高线 生 产 厂 始建 于 2 0 世纪 8 0 年 代 因此 相 比发 达 国家 在冷 墩 钢 生 产 方 面 起 步 晚 目前冷 墩 钢 用 国 家标 准 仅 有
,
高 强 度硼 钢
,
,
.
设计 原 理 降低 碳 含 量 改 善钢 的 冷 变形 能力 加 人 0
和 淬透性 的损 失 加 入 少 量 的 C
,
000 5 %
一
0
.
0 2 5
。
% 的 硼 以 弥 补 降碳 而 造 成 的 强 度
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、
M
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、
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等 合 金 元 素 进 一 步提 高淬 透性
,
碳 和 合金 元 素含 量低 可 直 接 冷 墩
,
,
源 ; 在钢 材 原 材料 和 紧 固件 产 品 的 制 造 过程 中 注 意减 少 三 废 产 生 二 氧化 碳 的排 放 减少 环境 污 染
, 、
,
。
3 3
3 3
.
.
冷 徽 钢 产 品发 展 方 向
.
1
非 调 质 冷墩 钢
, ,
为节 约 能 源 提 高 生 产 效 率 在碳 素结 构 钢或 低 合 金 钢 中加 人 微 合 金 元 素 ( 主 要 是
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,
。
发达 国 家
主 要 生 产 高 附 加 值 的 航 太 紧 固 件 和 高 级 别 紧 固 件 低 附 加 值紧 固件 主要 从发 展 中 国 建进
口
。
3
3
.
国 内冷 徽 钢 的 发 展 趋 势
1
检验 标 准 加 严
目前 国 内冷 墩钢 用 户 与 各 大 钢 厂 签 订的技 术协议 只 要 求 1 2 / 冷 顶锻 合 格 随着 用 户 需 求 提 高 以 及 市 场
77 6
变形 不 需要 球化 退 火 节 约 能 源 淬 火 变 形 和 开 裂 倾 向小
3
.
,
,
。
3 4
.
超 细 晶 粒钢
, 。
当材 料 的显 微 结构 超细 化至 亚 微米 和 纳 米 尺 度 时 材 料 在 宏 观 上 表 现 出 许 多新 的 性 能
,
研究表 明 当
,
亚 共 析钢 的 原 奥 氏 体 晶 粒 因 先 共 析 铁 素 体 超 细 化 至 亚微 米 时 随 后 发 生 的 共 析 相 变 无 论 具 有 什 么 样 的形
的 氯 离子 的强 腐 蚀 性 因此 对 基 础 设 施 的 耐蚀 性 提 出 了 很 高 的 要 求
。
,
因 此 耐 腐 性 紧 固 件 用 钢 是 未来 很 重 要
的发 展 趋 势
3 4
.
。
冷傲 钢 产 品 推 广
(l ) 完 善 相 关 标 准 将 开 发 的 高 强 度 高等级 冷 墩 钢 纳人 相 关 标 准 规 范 中
。
,
,
艺 才 能获 得 强 韧 性俱 佳 的 冷 墩 性 能
3 2
.
双 相钢
一
日本 大多 数 钢 厂 已 经 研 究 开 发 铁 素体
,
马 氏 体 双相 钢 主 要 是 采 用 低 碳 ( < 0 1 % ) 铁 素体 马 氏 体 双 相
,
.
,
钢制 造 螺 栓是 通 过 选 择含 碳量 及双 相 区 加 热温 度 可 得 到不 同数 量 的 马 氏 体 ( 每增 加 l % 马 氏 体 强 度 可 提
围 检 验 标准
1 2
.
各 部 分 工 艺 都 有 独 特 的 控 制 参数 范
、
。
性 能要 求 冷 徽性 能 是 冷 墩钢 的重 要 性 能 之 一
。
对 于冷 墩 钢 变 形 要 具 有 尽 可 能 小 的 阻 力 和 可 能 高 的 变 形能 力
.
。
为 此 一 般要 求 冷 徽 钢 的 屈 强 比 为
冷 徽钢 发展 趋 势及 质 量 控 制 研 究
张
欢
,
( 鞍钢 股 份 有 限 公 司 线材 厂
摘
要
,
11 4 00
) 1
。
本文 介 绍 了冷墩钢 的应 用 以 及 国 内 国外现状 并 对 目前冷 徽 钢发展 趋 势进行 了 分 析
。
针对 目前 冷 徽 钢失
效模式 提 出 了 质量 控制 措施
关 键词
, , 、 、
V
、
Nb T i
、
) 使 之 在轧
,
制过 程 中 就 具 备 良好 的 综合 力 学 性能 在 后 续 拉 丝 处 理 过程 中 不 需 要 淬 火 回 火 工 艺 就 能 达 到 很 高 的 强 度 按 照 使用 条 件 分 为 加 工 型 非 调 质钢 ( F 型 ) 易 切 削加 工 型 废调 钢 (Y F ) 冷 作 硬 化 型 非 调 钢 ( L F ) 韧 性 非 调 钢 (G F )
、 、
( sc M 4 2
,
o
sc M 4 4 O )
,
0 n 年据 不 完 全 统计 国 内冷墩 钢 盘条 的 产量 达 到 2
、
1 50
万 吨 主 要 以 低 级 别冷 墩 钢 为
。
,
主 产 品大 部 分 内销 和 外 销 到韩 国 日 本
、
。
高等级 冷 墩 盘 条 大 部 分还 需 从 国 外 进 口
、 、
。
(2 ) 钢 铁 企 业 与研 究所 技术 中心 大学 重点 实 验 室 共 同 开发 研究 推 广 研究 高等级 冷 墩钢
,
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冷 徽 钢 失 效模 式
冷 墩 钢 的失 效 模式 包括 冷 墩 开裂 拉 拔 断 丝 强 度 不 足 腐 蚀 断 裂 等 目前 下 游 冷 墩 钢 提 出的 质 量 抱 怨
,
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双 相钢线 材 可 不经球 化 退 火 制造 紧 固 件 大 大 缩 短 生 产 周 期 节 约 能 源 减 小 磨
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具 的工 作 载荷并 延长 其使 用 寿 命
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另 一 优 点 是变 形 强 化 速 率 高 变 形 效果 不 仅 优 于 传 统 的 冷 墩 钢 也 优 于 球
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曰
冷墩 钢 盘 条 一 般 分 为 低 中碳 优质 碳素 结构 钢 合 金 结 构 钢 铁素 体
造 船 设 备 制 造 电 子 家 电 建 筑等 行 业
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马 氏 体 双相 钢 等 主 要用 于 汽 车
、
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主 要 产 品 包 括 螺 栓 螺 母 螺 钉 铆 钉 自攻 螺 钉 等 各 类 紧 固 件 和
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近 期马钢 8 8 级 高强
“
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度冷 墩 钢 用 户热 轧盘 条退 火 盘 条 的生 产 方 法 被评 为 中国 优 秀 专 利 奖 此 外 马 钢 已 经 掌 握 了 8
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级免球化
级 简 化退 火 以 及
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级超 细 晶粒 非 调 质 的 冷 激 钢 系 列 生 产 技 术 为 国 内冷 激 钢 盘 条 顶 替 进 口 迈
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断 面收 缩 率大 于 5 0 %
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此外 为 避 免 在冷 墩 时 表 面 开 裂 要 求
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钢 材 表 面 质量 良好 同 时 钢材 的表 面 脱碳 要尽 可 能 小
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冷 墩 钢 在加 工 过程 中 由 于 变 形 量 较 大 承 受 的 变 形
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速度 很 高 因 此要 求 冷 墩 钢 必 须 具有 良好 的 加 工 性 能 和 力 学性 能
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( 冷 墩 和 冷 挤 压用 钢) l
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和 《 冷顶锻用不锈 钢丝》
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19 9 9
《 冷墩 钢 丝 )
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2 00 1
对 其表 面 质 量 内 在 质量 成 分均 匀 性 冷加 工性 能 及 尺 寸
7 75
精 度 均有 较 高 的要 求 既 要有 足 够 的强 度 又 要 有 良好 的 韧性 和 塑 性
2
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冷 激钢 产 品 系列 (包括
一
SW R C H 6 A
一
Sw R CH 3 5 K
) 合 金 冷 墩 钢 系 列 ML 系 列 (ML 3 5 等 ) SC M 系 列
、
、
各 种 冷 墩 成 形 的零 配 件 1
1 1
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。
工 艺流程 及性能要 求
冷徽 钢 生 产 工 艺 流 程
冷 墩 钢 盘 条 的 工艺 路线 依 次 为 高炉 铁水 炉外 脱 硫 转 炉 冶 炼
、 、 、 、 、 、
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炉 精 炼 连 铸 ( 结 晶 器 电磁 搅 拌 ) 连
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目前 非 调 质 钢 丝 的 韧性 稍 差 性 能 波 动 大 需 要 各 大 钢 厂 严 格 控 制 控轧 控 冷 工
态 钢 材 均 可 承 受 冷 墩作 业
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通过 提高 硼 钢 中的
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和 C 含 量 改 善 硼 钢 的综 合 力学 性
,
能 ; 进 一步 研 究 开发 超 细晶 粒 钢
5
耐 腐 蚀性 钢
,
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随着 内 陆 资源 大量 消耗 人类将 由内陆 向 海 洋 转 移 海 洋 资 源 开发 将 成为 重 大 的发 展 课 题 由于 海 水 中
, ,
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竞争 的需 要 用 户 会 要 求 1 3 / 冷 顶锻 合 格
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冷 顶 锻 合格
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冷 徽钢 发 展 要 求
首先不 以牺 牲 高 韧性 和 其他 优 良 的综 合 力 学性 能 为 前 提 进 一 步 强 度 化 ; 提 高 高 紧 固 件 的 可 靠 性 实 现
, ,
长 寿 化 ; 新 的 紧 固 件 材 料 的 设计 要 适 应 行业 的 特 点 和 产 品 制 造 技术 的 特 点 能够 实 现 降 低 成 本 节 约 资 源 能
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马 氏 体 双 相 不 锈冷 墩 钢 新 产 品 大 大 提 高 了 钢 的 冷 墩 性 能 ; 日 本某 钢 厂 为 适 应 建 筑 行业 要 求 开 发
,
了具 有 良好 腐 蚀 性 和 冷 遁 形 能 通 过 淬 火 回火 硬 化 的 马 氏 体 冷 徽 钢
,
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进 口 钢丝 的 金 相组 织 非 常 细 小 均匀 白 色 小 粒 状 的 先 共 析铁 素体 非 常 均匀 地 弥 散 分 布 在 基 体 上 没 有
出坚 实 一 步
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国 外 现状 国 外 发 达 国 家 冷 激 钢产 业 已 基 本 形 成 规模 重 点 是 根 据 用 户 的要 求 改 善 冷 墩 钢 材料 的 质 量 性 能
,
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从降
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低低标 准 件材 料成本 和 加工成 本 入 手 推 出 了 多 种 不 锈 钢 螺 栓 和 螺钉 用 钢 开 发 了 一 系 列 奥 氏 体 铁 素 体 铁素 体
网 状 组织 存 在 丝 率较ຫໍສະໝຸດ Baidu低
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晶 粒 大 小仅 为
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2 林m
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并 且 具 有 良好 的 强 塑 性 在 拉拔 过 程 中显 示 出 优 良 的 拉 拔 性 能 断
,
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美 国 德 国 英 国 法 国 日本 是 紧 固 件用 钢 的 进 口 国 也 是 高档 紧 固 件 产 品 的 出 口 国
特 别是 在 汽 车 工 程 建 筑 机械 行 业 其 零
, 。
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配 件 工 作 条件 恶劣 承 受 的工 作 应 力 大 故对 制 造 这 类 零 配 件 的 性 能要 求苛 刻 生 产难 度较 大
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国 内 国 外生产 状 况
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国 内 现状
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国 内冷 墩 钢 标 准
, ,
由 于 我 国 高线 生 产 厂 始建 于 2 0 世纪 8 0 年 代 因此 相 比发 达 国家 在冷 墩 钢 生 产 方 面 起 步 晚 目前冷 墩 钢 用 国 家标 准 仅 有
,
高 强 度硼 钢
,
,
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设计 原 理 降低 碳 含 量 改 善钢 的 冷 变形 能力 加 人 0
和 淬透性 的损 失 加 入 少 量 的 C
,
000 5 %
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% 的 硼 以 弥 补 降碳 而 造 成 的 强 度
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等 合 金 元 素 进 一 步提 高淬 透性
,
碳 和 合金 元 素含 量低 可 直 接 冷 墩
,
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源 ; 在钢 材 原 材料 和 紧 固件 产 品 的 制 造 过程 中 注 意减 少 三 废 产 生 二 氧化 碳 的排 放 减少 环境 污 染
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冷 徽 钢 产 品发 展 方 向
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非 调 质 冷墩 钢
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为节 约 能 源 提 高 生 产 效 率 在碳 素结 构 钢或 低 合 金 钢 中加 人 微 合 金 元 素 ( 主 要 是
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发达 国 家
主 要 生 产 高 附 加 值 的 航 太 紧 固 件 和 高 级 别 紧 固 件 低 附 加 值紧 固件 主要 从发 展 中 国 建进
口
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国 内冷 徽 钢 的 发 展 趋 势
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检验 标 准 加 严
目前 国 内冷 墩钢 用 户 与 各 大 钢 厂 签 订的技 术协议 只 要 求 1 2 / 冷 顶锻 合 格 随着 用 户 需 求 提 高 以 及 市 场
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变形 不 需要 球化 退 火 节 约 能 源 淬 火 变 形 和 开 裂 倾 向小
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超 细 晶 粒钢
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当材 料 的显 微 结构 超细 化至 亚 微米 和 纳 米 尺 度 时 材 料 在 宏 观 上 表 现 出 许 多新 的 性 能
,
研究表 明 当
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亚 共 析钢 的 原 奥 氏 体 晶 粒 因 先 共 析 铁 素 体 超 细 化 至 亚微 米 时 随 后 发 生 的 共 析 相 变 无 论 具 有 什 么 样 的形
的 氯 离子 的强 腐 蚀 性 因此 对 基 础 设 施 的 耐蚀 性 提 出 了 很 高 的 要 求
。
,
因 此 耐 腐 性 紧 固 件 用 钢 是 未来 很 重 要
的发 展 趋 势
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。
冷傲 钢 产 品 推 广
(l ) 完 善 相 关 标 准 将 开 发 的 高 强 度 高等级 冷 墩 钢 纳人 相 关 标 准 规 范 中
。
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艺 才 能获 得 强 韧 性俱 佳 的 冷 墩 性 能
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双 相钢
一
日本 大多 数 钢 厂 已 经 研 究 开 发 铁 素体
,
马 氏 体 双相 钢 主 要 是 采 用 低 碳 ( < 0 1 % ) 铁 素体 马 氏 体 双 相
,
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钢制 造 螺 栓是 通 过 选 择含 碳量 及双 相 区 加 热温 度 可 得 到不 同数 量 的 马 氏 体 ( 每增 加 l % 马 氏 体 强 度 可 提
围 检 验 标准
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.
各 部 分 工 艺 都 有 独 特 的 控 制 参数 范
、
。
性 能要 求 冷 徽性 能 是 冷 墩钢 的重 要 性 能 之 一
。
对 于冷 墩 钢 变 形 要 具 有 尽 可 能 小 的 阻 力 和 可 能 高 的 变 形能 力
.
。
为 此 一 般要 求 冷 徽 钢 的 屈 强 比 为
冷 徽钢 发展 趋 势及 质 量 控 制 研 究
张
欢
,
( 鞍钢 股 份 有 限 公 司 线材 厂
摘
要
,
11 4 00
) 1
。
本文 介 绍 了冷墩钢 的应 用 以 及 国 内 国外现状 并 对 目前冷 徽 钢发展 趋 势进行 了 分 析
。
针对 目前 冷 徽 钢失
效模式 提 出 了 质量 控制 措施
关 键词
, , 、 、
V
、
Nb T i
、
) 使 之 在轧
,
制过 程 中 就 具 备 良好 的 综合 力 学 性能 在 后 续 拉 丝 处 理 过程 中 不 需 要 淬 火 回 火 工 艺 就 能 达 到 很 高 的 强 度 按 照 使用 条 件 分 为 加 工 型 非 调 质钢 ( F 型 ) 易 切 削加 工 型 废调 钢 (Y F ) 冷 作 硬 化 型 非 调 钢 ( L F ) 韧 性 非 调 钢 (G F )
、 、
( sc M 4 2
,
o
sc M 4 4 O )
,
0 n 年据 不 完 全 统计 国 内冷墩 钢 盘条 的 产量 达 到 2
、
1 50
万 吨 主 要 以 低 级 别冷 墩 钢 为
。
,
主 产 品大 部 分 内销 和 外 销 到韩 国 日 本
、
。
高等级 冷 墩 盘 条 大 部 分还 需 从 国 外 进 口