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结论 15
3.4 第一轮实验结论 15
3.5 第二轮实验结论 15
致 谢 16
参考文献 17
1 文献综述
1.1 课题研究的目的和意义
在美国ASTMA193／A193M《高温下的合金钢和不锈钢螺栓材料》标准中，定义B7钢为适用于高温、高压环境下的高强度紧固件用材料[2] 。由于B7钢是近几年才出现的一种新型钢材，所以目前我国对其的研究相对较少。而钢的淬硬性对于一种新型钢材是否可以投入到生产当实践中起到了关键性的评估作用，尤其是B7钢这样作为高强度螺栓的钢材，必须具有高强度等一系列要求，其淬硬性是作为其是否具备高强度的直接体现。因此，本课题的研究对于该钢种在我国的应用有一定积极影响。
1.2 B7钢简介
B7钢是耐热螺杆高强度标准件用钢，广泛用于油田和炼油厂内输油、输气管道法兰连接螺栓，由于处在易燃易爆区域，因此要求钢材具有耐热、高强度、高冲击韧性等特点。[6]
1.2.1 B7钢的成分
B7钢的化学成分，尤其是含碳量成分范围较大。在美国的合金结构钢号体系中，B7钢包括了AISI4140、4142、4145、4140H、4142H、4145H钢的6个牌号的化学成分范围，与我国GB／T3077—1999《合金结构钢 》中常用的螺栓材料牌号35CrMoA钢相比，不仅含碳量明显提高，达到了42CrMoA钢的水平，而且Mn含量也偏高。[3]具体化学成分含量见表1-1。
表1-1 B7钢的化学成分（单位：%）
C Mn Si P S Cr Mo
标准 0.37～0.4 0.65～1.10 0.15～0.35 ≤0.035 ≤0.040 0.75～1.2 0.15～0.25
1.2.2 B7钢的工艺
B7钢的工艺路线：30％生铁+70％优质废钢→70tEAF初炼→LF炉精炼→R10m四机四流合金钢连铸机连铸→钢坯精整→检验→步进式加热炉加热→7架初轧机→6架平立交替中轧机→6架平立交替精轧机→控制冷却→剪切→精整→检验、打包、标识→入库。[6]
1.2.3 B7钢的性能
B7钢紧固件材料适用于压力容器、压力管道以及风电机组高强度螺栓，它可以承受高低温冲击、拉伸、剪切、扭转及疲劳应力的组合作用。[4]
B7钢Ac3点约为780℃，确定该钢正常淬火温度为850～870℃。10.9级高强度螺栓硬度控制在32～39HRC，确定高温回火温度530～550℃，测定试样硬度，棒料试样为332～350HBS；盘条试样为327～345HBS。当淬火温度在870～880℃时，B7钢处于完全奥氏体化温度区，可以在一定程度上消除原始组织的差异。经过调质处理后，试样组织为回火索氏体，棒料试样的索氏体细小均匀，碳化物均匀；而盘条试样的索氏体粗大，这是前期组织遗传性的影响，导致两者热处理后最终索氏体形态不同，性能也有一定差异。B7钢的实际晶粒度都在8级左右。[4]
1.2.4 B7钢的应用
B7钢，为美国ASTMA193／A193M《高温下的合金钢和不锈钢螺栓材料》标准中，适用于高温、高压环境下的高强度紧固件用材料。该专用的紧固件材料标准，具体规定了B7 钢牌号按炉批号进行检验化学成份及范围，因此适用于对高温 、低温质量要求较高以及专用结构型式的场合 、制造过程工业设备、管道以及风电机组中所使用的这一类紧固件标准。[3]
1.3 淬硬性概述
淬硬性表示试样在规定的工艺条件下淬火, 可获得的最高硬度值。