本發明提供了一種低合金高溫螺栓的制備工藝，所述低合金高溫螺栓制備時經熱處理工藝步驟如下：（1）淬火：以80?100℃/h升溫至950℃保溫1~1.2 h，然后升溫至1030℃保溫3?5min，再降溫至1000℃保溫0.5 h，取出進行水冷；（2）回火：以80?100℃/h升溫至710℃保溫1.5~2 h空冷至520℃保溫20~30 min，取出進行空冷。本發明的低合金高溫螺栓通過本發明的特殊熱處理工藝制備后較同類型低合金螺栓的室溫力學性能指標與高溫性能均有大幅度提升，同時大大降低了熱處理過程能耗，間接降低生產成本、提高生產效率。

技術領域

本發明屬于合金的制備技術領域，具體涉及一種低合金高溫螺栓的制備工藝。

背景技術

螺栓是一種常見的緊固件，一般與螺母配合使用。螺栓的應用范圍廣，根據使用情況的不同，其制造合金材料以及形狀規格均會有所不同。例如：螺栓應用在船舶、海上平臺等處時其耐腐蝕性能要求較高；螺栓應用在橋梁、鋼軌等處時其機械強度要求較高；螺栓應用在火力發電設備時其耐高溫性能要求較高。

目前螺栓基本由合金材料制成，公告號為CN103014551B的中國專利公開了一種耐高溫高強度螺栓，所述螺栓的化學成分按質量百分比計為(％)：C：0.05～0.09，Si：0.3～0.6，Mn：2.3～2.5，P：≤0.003，S：≤0.005，Ni：15.0～18.0，Cr：14.2～15.8，Ti：3.1～3.5，Al：≤0.1，Mo：0.5～1.0，Ce：0.04～0.07，Pm：0.03～0.05，V：0.05～0.15，余量Fe和不可避免雜質。

上述螺栓以奧氏體型不銹鋼為基礎添加耐熱的合金元素，如Mo，因此能夠在650-700℃的環境下使用。但是鐵基高溫螺栓在更高溫度下長期工作后材料容易出現脆性老化，由于蠕變、疲勞而開裂，進而影響設備運行的安全性。

公開號為CN 110106397 A的專利公開了一種耐低合金高溫螺栓合金材料及螺栓的制造方法，其低合金高溫螺栓的元素組成為：Ni 67.6-69.5份；Cr 2.6-3.1份；Ti 2.9-3.6份；Al 2.6-3.3份；W 4.2-4.5份；Mo 3.2-3.8份；Co 5.2-5.8份；Nb 0.6-0.9份；Ru 5.7-6.2份；Ta 4.9-5.6份；Re 1.5-1.8份；Hf0.42-0.46份；C 0.03-0.05份。該高溫螺栓是一種鎳基合金，其能夠在1000℃以下的使用溫度中保持高強度以及耐蠕變、疲勞性能。

上述高溫螺栓采用相應的工藝制備，所得高溫螺栓雖然在某一方面具有較好的性能，但是其室溫力學性能指標與高溫性能指標仍有待繼續提高，且制備過程中的能耗有待進一步降低。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述技術問題，而提供一種新型的低合金高溫螺栓的制備工藝，通過本發明的工藝制備出的低合金高溫螺栓，能夠使所得該新型低合金高溫螺栓的室溫力學性能指標與高溫性能均有大幅度提升，同時又能大大降低熱處理過程能耗，間接降低生產成本、提高生產效率。

本發明新型低合金高溫螺栓的制備工藝是針對具有以下元素組成的螺栓：其元素組成按質量百分比為：C 0.20～0.23％，Si 0.60～0.70％，Mn 0.55～0.65％，Cr 1.20～1.35％，Ni 0.30～0.40％，Mo 0.95～1.10％，Ti 0.15～0.18％，V 0.60～0.70％，Cu 0.01～0.25％，N 0.01～0.02％，B 0.001～0.003％，Nb 0.19～0.22％，P≤0.015％，S≤0.015％，Fe余量。

現有標準對類似的低合金高溫螺栓的性能要求為：塑性延伸強度Rp0.2≥670MPa；抗拉強度Rm≥785MPa；斷后伸長率A≥14％；斷面收縮率Z≥50％；沖擊吸收能量KU₂≥39J；硬度：255-302；奧氏體晶粒度≥4級。