本發(fā)明涉及緊固件，具體的，涉及一種高強(qiáng)度螺栓及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，連接部件的可靠性至關(guān)重要。螺栓作為一種關(guān)鍵的連接部件，被廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、機(jī)械制造、汽車(chē)工業(yè)等眾多領(lǐng)域。螺栓憑借良好的緊固性能，能夠在各種復(fù)雜的工況下確保連接的穩(wěn)定性，從而保障整個(gè)結(jié)構(gòu)或設(shè)備的安全運(yùn)行。然而，現(xiàn)有的螺栓在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。隨著工程結(jié)構(gòu)向大型化、輕量化發(fā)展，對(duì)螺栓的強(qiáng)度提出了更高要求。傳統(tǒng)的螺栓在承受極端載荷時(shí)，容易出現(xiàn)脆性斷裂等問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命。因此，研發(fā)一種高強(qiáng)度螺栓以滿足其在各種場(chǎng)景中的應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度螺栓及其制備工藝，解決了相關(guān)技術(shù)中螺栓強(qiáng)度較差的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度螺栓，包括鋼基體和增強(qiáng)相，按重量百分比計(jì)，所述鋼基體由以下成分組成：c?0.38%~0.45%、si?0.8%~1.6%、mn?0.9%~1.2%、cr?0.5%~0.9%、ti?0.01%~0.03%、mo?0.2%~0.5%、cu?0.005%~0.05%、v?0.3%~0.8%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)；所述增強(qiáng)相包括氮化鋁和碳化鈮；所述氮化鋁和所述碳化鈮的質(zhì)量比11:1~9。

4、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述氮化鋁和所述碳化鈮的質(zhì)量比7:1~3。

5、本發(fā)明中，通過(guò)限定氮化鋁和碳化鈮的質(zhì)量比7:1~3，協(xié)同效果得到進(jìn)一步優(yōu)化，更顯著地提升了鋼的強(qiáng)度。

6、本發(fā)明還提出一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，包括以下步驟：

7、s1、按照所述成分配料后，經(jīng)冶煉得到鋼液；

8、s2、在所述鋼液中加入所述增強(qiáng)相后，經(jīng)澆鑄得到鋼錠；

9、s3、將所述鋼錠經(jīng)加熱處理、軋制、熱處理、拉拔、螺紋加工得到螺栓。

10、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述增強(qiáng)相的添加量為鋼液質(zhì)量的1‰~3‰。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述加熱處理的氣氛為co-n2混合氣體。

12、本發(fā)明中，通過(guò)在加熱處理中采用co-n2混合氣體，在高溫條件下產(chǎn)生活性原子，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效果，提高螺栓的強(qiáng)度。

13、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述co-n2混合氣體中co、n2的體積比為5:1~2。

14、本發(fā)明中，通過(guò)限定co-n2混合氣體中co、n2的體積比為5:1~2，進(jìn)一步提高了螺栓的強(qiáng)度。

15、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述加熱處理的溫度為1200~1240℃，所述加熱處理的時(shí)間為100min。

16、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述軋制的開(kāi)軋溫度為950~980℃，終軋溫度為850~880℃。

17、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述熱處理包括淬火和回火。

18、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述淬火的溫度為700~750℃，所述淬火的時(shí)間為1~2h；所述回火的溫度為500~530℃，所述回火的時(shí)間為4~5h。

19、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述拉拔的速率為0.5~0.8m/min。

20、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

21、本發(fā)明中，通過(guò)精確控制鋼基體中各元素成分的配比，為螺栓提供了堅(jiān)實(shí)的強(qiáng)度基礎(chǔ)，而加入由氮化鋁和碳化鈮組成的增強(qiáng)體，并限定氮化鋁和碳化鈮的質(zhì)量比為11:1~9，顯著提高了螺栓的強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度螺栓，其特征在于，包括鋼基體和增強(qiáng)相，按重量百分比計(jì)，所述鋼基體由以下成分組成：c?0.38%~0.45%、si?0.8%~1.6%、mn?0.9%~1.2%、cr?0.5%~0.9%、ti?0.01%~0.03%、mo?0.2%~0.5%、cu?0.005%~0.05%、v?0.3%~0.8%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)；所述增強(qiáng)相包括氮化鋁和碳化鈮；所述氮化鋁和所述碳化鈮的質(zhì)量比11:1~9。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度螺栓，其特征在于，所述氮化鋁和所述碳化鈮的質(zhì)量比7:1~3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1~2任意一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述增強(qiáng)相的添加量為鋼液質(zhì)量的1‰~3‰。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述加熱處理的氣氛為co-n2混合氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述co-n2混合氣體中co、n2的體積比為5:1~2。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述加熱處理的溫度為1200~1240℃，所述加熱處理的時(shí)間為100min。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述軋制的開(kāi)軋溫度為950~980℃，終軋溫度為850~880℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述熱處理包括淬火和回火。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高強(qiáng)度螺栓的制備工藝，其特征在于，所述淬火的溫度為700~750℃，所述淬火的時(shí)間為1~2h；所述回火的溫度為500~530℃，所述回火的時(shí)間為4~5h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及緊固件技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種高強(qiáng)度螺栓及其制備工藝。高強(qiáng)度螺栓包括鋼基體和增強(qiáng)相，按重量百分比計(jì)，鋼基體由以下成分組成：C?0.38%~0.45%、Si?0.8%~1.6%、Mn?0.9%~1.2%、Cr?0.5%~0.9%、Ti?0.01%~0.03%、Mo?0.2%~0.5%、Cu?0.005%~0.05%、V?0.3%~0.8%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；增強(qiáng)相包括氮化鋁和碳化鈮；氮化鋁和碳化鈮的質(zhì)量比11:1~9。通過(guò)上述技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中螺栓強(qiáng)度較差的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：翟從騰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北斯坦森緊固件制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15