緊固件技術知識

點擊數(shu)：46792015-11-21 11:08:24　來源: 邯鄲市猴年膨脹螺絲有限公司|車修壁虎|內爆|外爆|套管壁虎|化學錨栓|地腳螺絲|螺母|螺栓

新聞摘要:什么是添加元素的鋼， 為什么容易淬火開裂？ 目前市場上，20MnTiB、ML20MnTiB硼鋼可制造10.9級高強度螺栓，但是進行再回火試驗后，機械性能下降的原因是什么？美制內六角盤頭螺釘1/4-20×1/2，材料：SCM435，機械性能12.9級，要求扭矩20N?m，熱處理后扭矩只有17～18N?m，是什么原因造成的？用馬氏體型不銹鋼30Cr13舊牌號3Cr13制成封閉圓環彈簧片，厚度0.75mm，硬度要求39～43HRC，彈性試驗要求室溫回彈10次以上。目前的工藝能滿足硬度要求，但彈性合格率只有30%

　　在GB/T3098.1～2010標準(zhun)中對8.8級～10.9級的(de)螺栓使用的(de)材料有明確規定，對于需要熱(re)處理的高強度螺栓(shuan)鋼硫和(he)磷(lin)的最大含量極限，從0.035%降(jiang)到0.025%，其中有“添加元素(su)的(de)碳(tan)鋼（如(ru)硼或錳(meng)或鉻）”一類(lei)，并代替原標準規(gui)定的(de)“低碳(tan)合(he)(he)金鋼(gang)”。據悉，此類(lei)鋼(gang)材采(cai)用“廢鋼(gang)”作原料、電爐(lu)冶煉，往往殘余合(he)(he)金元素(su)過多，控制非常困難，特別是一些難以(yi)在(zai)冶煉中(zhong)去除的(de)雜質(zhi)元素(su)，造成最終產品質(zhi)量無法保證。

　　一般指的是45#、40Cr鋼(gang)，此類鋼在(zai)我國(guo)的使用(yong)年限較(jiao)長。特(te)別是(shi)S、P的含(han)量都在(zai)0.025%～0.035%，還有其他(ta)的雜質Cu銅(tong)、Pb鉛(qian)、Sn錫(xi)、Se硒，當鋼中有害元素(su)P、S增加(jia)時(shi)，低倍組織檢測的中心(xin)疏(shu)松、一(yi)般疏(shu)松、方形偏(pian)析的級別都在2～3級，白(bai)點、縮孔(kong)、氣泡、翻(fan)皮等缺陷(xian)也可見存在。由于價格較低，不少緊固件企業還很喜歡用(yong)。在螺(luo)栓調質時(shi)時(shi)常發生淬火裂(lie)(lie)紋的(de)事故，主要(yao)是雜質元素(su)和(he)非金(jin)屬夾(jia)雜物較(jiao)多引起，在熱處理(li)時采取任何措施都不可避(bi)免開(kai)裂(lie)(lie)。對于重要(yao)的(de)產品，建議一般不用或避(bi)免使(shi)用45#、40Cr鋼。

　　在中使用(yong)量(liang)最大(da)，制(zhi)造(zao)的材(cai)料主要有鋼、不銹鋼、鈦合金和(he)有色金屬等(deng)。目(mu)前除少量(liang)的大(da)規格采用(yong)溫鐓（溫擠壓），切削加工制(zhi)造(zao)外(wai)，大(da)多數選擇冷鐓（冷擠壓）成型工藝(yi)制(zhi)造(zao)。螺栓最終的力學性能由制(zhi)造(zao)緊固件的材(cai)料品質所決定，而20MnTiB和ML20MnTiB含碳量下(xia)限均(jun)低(di)于0.20%，不能滿足標(biao)準對材料的要求；20MnTiB鋼螺(luo)栓強(qiang)度≥1040MPa、硬度(du)在32～39HRC的要求時，是(shi)靠降(jiang)低回火(huo)溫度達到(dao)的，當采用425℃再(zai)回火(huo)溫度(du)試驗后硬度(du)和強度(du)下降，不能滿足(zu)標準中的(de)(de)最低回火(huo)溫度(du)的(de)(de)性能要求。從生產(chan)實踐可以(yi)看出，螺栓的(de)(de)優良綜(zong)合(he)機械(xie)性能，不但取決于熱處(chu)理工藝(yi)和金相(xiang)組織，更重要的(de)(de)是應具有良好的(de)(de)化學(xue)成分(fen)匹配。

　　20MnTiB和ML20MnTiB鋼(gang)首先應保證碳含量(liang)在0.22%～0.24%以上，才能最大限(xian)度(du)(du)地提高淬(cui)透性(xing)，淬(cui)火后的(de)硬(ying)度(du)(du)≥45～47HRC，以達到有效的淬硬層深度，才能滿足標準(zhun)中的最(zui)低(di)回火溫(wen)度425℃的要(yao)求。

　　這個問題很關鍵。SCM435鋼含碳量取中下限的話，這(zhe)個問題解決不了，SCM435鋼(gang)其含碳量提高到(dao)中(zhong)上限或采(cai)用(yong)42CrMoA、SCM440鋼(gang)后，這個問題就好解決(jue)了。為此，所有的(de)鋼(gang)材都(dou)應根據螺栓(shuan)等(deng)級選擇合(he)適的(de)含(han)碳量，鋼(gang)中的(de)碳量發生變(bian)化，淬火溫度(du)(du)就會變(bian)化，不(bu)僅抗拉強度(du)(du)、硬度(du)(du)會變(bian)化，而且扭矩也(ye)會變(bian)化。另外，重(zhong)新調質(zhi)熱處理也(ye)可滿(man)足技術要求。

　　這涉(she)及一(yi)個成(cheng)分的問(wen)題，我(wo)們(men)搞熱處理的如果不把(ba)成(cheng)分放在第一(yi)位(wei)那(nei)是(shi)搞不好的。可以(yi)采用(yong)含碳量≥0.32%～0.35%的鋼材(cai)，帶狀組(zu)織偏析應控制在2級(ji)以下，其(qi)中控制(zhi)非金屬(shu)夾雜物(wu)的等級(ji)，如(ru)硫(liu)化(hua)物(wu)類、氧化(hua)鋁類、球狀氧化(hua)物(wu)類均不大(da)于1.5級（包括(kuo)粗、細系）。若(ruo)彈性(xing)不夠(gou)，考慮增加一道300～310℃再回火(huo)工(gong)序，然后快冷。可以試(shi)試(shi)。

5、汽車上用的不銹鋼焊接螺母是采用哪種奧氏體不銹鋼牌號？

　　奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼具(ju)有良好的一般抗蝕(shi)性，在許(xu)多介質中具(ju)有優良的耐全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能，但對晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)和應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂較敏(min)感。任何熱處理(li)工(gong)藝都不會(hui)使其(qi)硬(ying)化；但由于N含量的增加或(huo)冷成型(xing)強化(hua)，可使鋼的力學性能有(you)所(suo)提高(gao)。奧氏體型(xing)鋼具有(you)良好的可焊性，也有(you)較高(gao)的低溫沖(chong)擊韌度，還有(you)防止脆性的高(gao)安全性。

　　12Cr18Ni9(SUS302)舊牌號1Cr18Ni9。一般用途的標準18-8型CrNi不銹鋼，耐腐蝕性優于同類(lei)的12Cr17Ni7（SUS301）鋼，冷(leng)加工(gong)后能使抗拉強度(du)有很大提高，但(dan)伸長率不如12Cr17Ni7，用(yong)于通用(yong)的耐蝕螺(luo)栓，需機加工的焊接螺(luo)母、自(zi)攻螺(luo)釘。

　　Y12Cr18Ni9(SUS303)舊(jiu)牌號Y1Cr18Ni9。在18-8型奧氏體型不(bu)銹鋼(gang)的基礎(chu)上提高含S量以提高切削(xue)加(jia)工性能，可添(tian)加(jia)Mo和Zr元素，適于批(pi)量切(qie)削加工(gong)緊固(gu)件，尤其是采用(yong)棒材加工(gong)時。

　　022Cr19Ni10（SUS304L）舊牌號00Cr19Ni10。除強度稍(shao)低外，其(qi)他性能與06Cr19Ni10(SUS304)相同，主要用于需焊(han)接且焊(han)接后又不(bu)進行固溶處理的。

　　一(yi)般采用沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)也稱(cheng)時(shi)效硬(ying)化鋼(gang)，基體(ti)(ti)(ti)為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)或(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織，并能通(tong)過沉淀(dian)硬(ying)化處理(li)使其(qi)硬(ying)（強(qiang)）化的(de)不銹鋼(gang)。這(zhe)類鋼(gang)在(zai)具有高抗腐蝕(shi)(shi)性的(de)同時(shi)還具有高強(qiang)度；其(qi)耐腐蝕(shi)(shi)性不但與(yu)成(cheng)分有關(guan)，且(qie)與(yu)熱處理(li)密(mi)切相關(guan)，微細相的(de)析出、時(shi)效反應(ying)對耐蝕(shi)(shi)性能都是(shi)有害的(de)。鋼的(de)高強度(du)是因(yin)為最終在較低溫(wen)度(du)下熱(re)處理時從馬氏(shi)體(ti)相中析出金屬(shu)間化合物的(de)結(jie)果，另因(yin)這類鋼的(de)高強度(du)特點，使用時也可能發(fa)生氫脆(cui)和應力腐蝕。

　　05Cr17Ni4Cu4Nb（SUS630）舊牌號0Cr17Ni4Cu4Nb，常用的沉淀(dian)硬化不銹鋼(gang)，它同時具(ju)有馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)的高強度和奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)的耐腐蝕性(xing)能(neng)，綜合(he)性(xing)能(neng)良好，在315℃仍有高(gao)的強(qiang)度和(he)耐(nai)腐蝕性，用于既要求強(qiang)度高(gao)，又要求耐(nai)腐蝕性好的汽車螺栓。07Cr17Ni7Al（SUS631）舊牌號0Cr17Ni7Al，可塑性(xing)好，易硬化，在(zai)較高(gao)溫(wen)度(du)仍有高(gao)的強度(du)和耐腐(fu)蝕性(xing)，特別(bie)是冷、熱變(bian)形性(xing)能優良，熱處理強化效果顯(xian)著，適(shi)于變(bian)型(xing)成(cheng)形的高(gao)強度(du)、耐腐(fu)蝕汽車螺栓。07Cr15Ni7Mo2Al（SUS632）舊牌號0Cr15N-i7Mo2Al，在07Cr17Ni7Al（SUS631）的基礎上(shang)加入合金(jin)元素鉬，以(yi)保證熱(re)處理時得到更高(gao)的強度。

　　06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（SUS660）舊牌號0Cr15Ni25Ti2-MoAlVB。鐵-鎳基合金，它在(zai)(zai)高溫下同時具有高的強度(du)和(he)好的耐腐(fu)蝕性(xing)，切削加(jia)(jia)工性(xing)能和(he)熱加(jia)(jia)工性(xing)能良好，可(ke)使用在(zai)(zai)650～700℃的高溫下，用于耐(nai)熱、耐(nai)腐蝕性的受力汽車(che)發(fa)動(dong)機螺(luo)栓。

　　此外，馬氏體型不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)指具有較好的(de)(de)熱穩定性(xing)和(he)熱強性(xing)的(de)(de)鋼(gang)，如42Cr9Si2和40Cr10Si2Mo鋼。在高溫下(xia)具有較高的強度，又稱(cheng)馬氏體型耐熱鋼。GB/T 1221-2007 《耐熱鋼(gang)棒》標準中指的42Cr9Si2舊牌號(hao)4Cr9Si2和40Cr10Si2Mo舊牌號4Cr10Si2Mo鋼是發動機上重要(yao)螺(luo)栓材料，工作(zuo)時要(yao)承(cheng)受(shou)較(jiao)高的(de)機械負荷和熱(re)負荷。

　　隨著冷(leng)鐓(dui)(dui)技術的(de)(de)(de)發(fa)展，對(dui)冷(leng)鐓(dui)(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)需(xu)求明顯增加(jia)。由于冷(leng)鐓(dui)(dui)緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)設備大(da)(da)部(bu)分(fen)為多工位冷(leng)鐓(dui)(dui)機，其(qi)冷(leng)鐓(dui)(dui)水(shui)平相對(dui)較為穩定，對(dui)緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)品質的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)并不(bu)很大(da)(da)，而主要影(ying)(ying)響(xiang)因素(su)在于冷(leng)鐓(dui)(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)質量，其(qi)本(ben)身或固(gu)有(you)的(de)(de)(de)質量缺陷直(zhi)接(jie)影(ying)(ying)響(xiang)到緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)的(de)(de)(de)最終品質水(shui)平。目前，大(da)(da)多數緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)企業對(dui)冷(leng)鐓(dui)(dui)鋼(gang)都(dou)有(you)嚴格的(de)(de)(de)要求，并通過各種途(tu)經和(he)信息尋(xun)求最能適應冷(leng)鐓(dui)(dui)工藝的(de)(de)(de)鋼(gang)種。生產(chan)高強度(du)緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)有(you)兩大(da)(da)關鍵點：一(yi)是(shi)材(cai)料，二(er)是(shi)熱處(chu)理。無論哪一(yi)點有(you)問(wen)題，都(dou)將導致高強度(du)緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)的(de)(de)(de)性能失效。尤其(qi)是(shi)對(dui)冷(leng)鐓(dui)(dui)汽車高強度(du)螺(luo)栓而言，其(qi)選用材(cai)料方面更為嚴格，我國汽車緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)用冷(leng)鐓(dui)(dui)線材(cai)的(de)(de)(de)開發(fa)研究，還處(chu)于相對(dui)落后的(de)(de)(de)狀(zhuang)態。

　　在生(sheng)產實踐(jian)中，對使用量(liang)大的碳鋼(gang)或合金鋼(gang)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)高強度螺(luo)栓材料標(biao)準(zhun)的修訂越來越重要(yao)，也越來越緊迫(po)。 需要(yao)對材料中(zhong)S、P含量問題、脫碳層(ceng)、非金(jin)屬夾(jia)雜物(wu)和酸(suan)浸低(di)倍組織等進行探討，還有(you)對(dui)緊(jin)固件實(shi)物(wu)質(zhi)量中的碳硼鋼制造品質(zhi)問題提出(chu)建議。研究和開(kai)發符(fu)合(he)我國資源情況的質(zhi)優(you)價(jia)廉的高(gao)強度(du)冷鐓鋼，對(dui)我國緊(jin)固件行業在國際市場競爭中取得優(you)勢具(ju)有(you)重要的作用(yong)

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