緊固件技術知識

點擊數(shu)：47982015-11-21 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標準中對8.8級～10.9級的(de)螺栓使用的(de)材(cai)料有明確規定，對于需要熱處理(li)的高強度螺(luo)栓(shuan)鋼硫(liu)和磷的最(zui)大含量(liang)極限，從0.035%降到0.025%，其中有(you)“添加(jia)元(yuan)素的碳(tan)鋼（如硼或錳(meng)或鉻）”一類，并代替原標準規定的“低碳合(he)金(jin)鋼(gang)”。據悉，此(ci)類鋼(gang)材采用“廢鋼(gang)”作(zuo)原料、電(dian)爐冶煉，往(wang)往(wang)殘余(yu)合(he)金(jin)元素(su)過多，控制(zhi)非常(chang)困難，特別是一些難以在冶煉中去除的雜質元素(su)，造(zao)成最終產品質量無法保證。

　　一般(ban)指(zhi)的是45#、40Cr鋼，此類(lei)鋼在我(wo)國的使用年限較長。特別是S、P的含量都在(zai)0.025%～0.035%，還有(you)其他的雜質Cu銅、Pb鉛、Sn錫、Se硒，當鋼中(zhong)有害元素P、S增加時(shi)，低倍組(zu)織檢(jian)測的中心疏松(song)、一般(ban)疏松(song)、方形偏析的級別都在2～3級，白點、縮孔、氣泡(pao)、翻皮等缺(que)陷(xian)也可見存在。由于(yu)價格較低，不少(shao)緊固件企業還很喜歡用。在螺栓調質時時常發生淬火裂紋的事故，主(zhu)要是雜質元素和非金屬夾雜物較多引起(qi)，在熱處(chu)理時采取(qu)任何措施都不(bu)可避(bi)免開裂。對(dui)于重要的產品，建議(yi)一(yi)般不(bu)用或避(bi)免使用45#、40Cr鋼(gang)。

　　在(zai)中(zhong)使用量最(zui)大(da)，制(zhi)造(zao)(zao)的材(cai)料主要有(you)鋼、不銹鋼、鈦合金(jin)和有(you)色金(jin)屬等(deng)。目前(qian)除(chu)少量的大(da)規格采用溫鐓（溫擠壓），切削(xue)加工(gong)制(zhi)造(zao)(zao)外，大(da)多數選擇冷鐓（冷擠壓）成型工(gong)藝制(zhi)造(zao)(zao)。螺(luo)栓最(zui)終的力學性(xing)能由制(zhi)造(zao)(zao)緊固件的材(cai)料品質所決定(ding)，而20MnTiB和ML20MnTiB含(han)碳量下限均低(di)于(yu)0.20%，不(bu)能滿足標(biao)準對材(cai)料的(de)要(yao)求；20MnTiB鋼螺栓強度≥1040MPa、硬(ying)度在32～39HRC的(de)要求時，是靠降低回火溫度達到的(de)，當采用425℃再回火溫(wen)度(du)試(shi)驗后硬度(du)和(he)強度(du)下降，不能滿足標準(zhun)中的(de)最(zui)低回火溫(wen)度(du)的(de)性能要求。從生產實踐(jian)可以看(kan)出，螺栓(shuan)的(de)優良綜合機械性能，不但取(qu)決于熱處理工藝(yi)和(he)金(jin)相組織，更重要的(de)是應具有良好的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)匹配。

　　20MnTiB和ML20MnTiB鋼首先應保證(zheng)碳含(han)量在0.22%～0.24%以上，才能最(zui)大(da)限度(du)地提(ti)高淬(cui)透(tou)性，淬(cui)火后的(de)硬度(du)≥45～47HRC，以達到有效的淬硬層深度，才能滿足(zu)標準中的最(zui)低回火溫度425℃的(de)要(yao)求。

　　這個問題很關鍵(jian)。SCM435鋼含碳量取(qu)中下限的話，這個(ge)問(wen)題解決(jue)不了，SCM435鋼其(qi)含(han)碳量提高到(dao)中上限或采用42CrMoA、SCM440鋼(gang)后，這(zhe)個問題就好解決了。為(wei)此，所有的(de)(de)鋼(gang)材都應根據螺栓等級選(xuan)擇合適的(de)(de)含(han)碳(tan)量，鋼(gang)中的(de)(de)碳(tan)量發(fa)生(sheng)變化，淬火溫度(du)(du)就會(hui)變化，不僅抗(kang)拉強度(du)(du)、硬度(du)(du)會(hui)變化，而且扭(niu)矩也會(hui)變化。另外(wai)，重新調質熱處(chu)理也可(ke)滿足技(ji)術要求。

　　這(zhe)涉及一(yi)個(ge)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)問題(ti)，我(wo)們(men)搞(gao)熱(re)處理的(de)如果不把成(cheng)分(fen)(fen)放在第一(yi)位那是(shi)搞(gao)不好的(de)。可以(yi)采用含碳量≥0.32%～0.35%的鋼材，帶狀組織偏析應(ying)控(kong)制在2級以下，其(qi)中控制非金屬夾雜物的等級，如硫(liu)化物類(lei)、氧化鋁類(lei)、球狀(zhuang)氧化物類(lei)均不大于(yu)1.5級(ji)（包括(kuo)粗、細(xi)系）。若彈(dan)性不夠，考慮增加(jia)一(yi)道(dao)300～310℃再回火工序，然后快冷(leng)。可以(yi)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(bu)銹鋼具有良(liang)好的一般抗蝕(shi)(shi)性(xing)，在許多(duo)介質(zhi)中具有優良(liang)的耐全面腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)，但(dan)對晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)和應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)較敏(min)感。任何熱處理(li)工藝都(dou)不(bu)會(hui)使其硬化；但(dan)由于(yu)N含量(liang)的增加或冷成型強化，可(ke)使鋼的力學性能有(you)所提(ti)高(gao)。奧氏體型鋼具有(you)良好的可(ke)焊(han)性，也有(you)較高(gao)的低溫沖擊韌度，還有(you)防(fang)止脆(cui)性的高(gao)安全(quan)性。

　　12Cr18Ni9(SUS302)舊(jiu)牌號1Cr18Ni9。一般用途的(de)標準18-8型(xing)CrNi不銹鋼，耐(nai)腐蝕性優于(yu)同類的12Cr17Ni7（SUS301）鋼，冷加工后能使抗拉強度有很大(da)提(ti)高，但伸(shen)長率不(bu)如12Cr17Ni7，用于通用的耐蝕(shi)螺(luo)栓，需(xu)機加工(gong)的焊接(jie)螺(luo)母、自攻(gong)螺(luo)釘。

　　Y12Cr18Ni9(SUS303)舊牌號(hao)Y1Cr18Ni9。在18-8型奧(ao)氏體型不銹鋼的基礎上提(ti)高含S量以提(ti)高切(qie)削(xue)加工性能，可添加Mo和(he)Zr元素，適于批量切削加工(gong)緊固(gu)件，尤其(qi)是采用(yong)棒材加工(gong)時。

　　022Cr19Ni10（SUS304L）舊牌號(hao)00Cr19Ni10。除(chu)強度稍低外，其(qi)他性(xing)能與(yu)06Cr19Ni10(SUS304)相同，主要用于需焊接且焊接后又不進行固溶處理的。

　　一(yi)般采用沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)也稱時效(xiao)硬(ying)化(hua)(hua)鋼(gang)(gang)，基體為(wei)奧氏(shi)體或馬氏(shi)體組織，并能通過沉淀硬(ying)化(hua)(hua)處理使其(qi)硬(ying)（強(qiang)）化(hua)(hua)的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。這類鋼(gang)(gang)在具有(you)高抗(kang)腐蝕(shi)(shi)性的(de)同時還(huan)具有(you)高強(qiang)度；其(qi)耐腐蝕(shi)(shi)性不(bu)(bu)但與成分有(you)關，且(qie)與熱(re)處理密切(qie)相(xiang)關，微細相(xiang)的(de)析出、時效(xiao)反應對耐蝕(shi)(shi)性能都(dou)是有(you)害(hai)的(de)。鋼(gang)(gang)的(de)高(gao)(gao)強度(du)是因(yin)為(wei)最終在較(jiao)低溫度(du)下(xia)熱處理(li)時從馬氏(shi)體(ti)相中析出金屬(shu)間(jian)化合物的(de)結果，另(ling)因(yin)這類鋼(gang)(gang)的(de)高(gao)(gao)強度(du)特點(dian)，使(shi)用時也可能發生氫脆和應力腐蝕。

　　05Cr17Ni4Cu4Nb（SUS630）舊(jiu)牌號0Cr17Ni4Cu4Nb，常(chang)用的(de)(de)沉淀硬化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，它同(tong)時具有馬氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)高強(qiang)度和(he)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性能，綜合性能良好，在315℃仍有高的強度和耐(nai)腐蝕性，用(yong)于既(ji)要求(qiu)強度高，又要求(qiu)耐(nai)腐蝕性好的汽車(che)螺栓。07Cr17Ni7Al（SUS631）舊(jiu)牌(pai)號(hao)0Cr17Ni7Al，可塑性(xing)好，易硬(ying)化，在較高溫度(du)仍有高的(de)強度(du)和耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)，特別是冷、熱(re)變(bian)形性(xing)能優良，熱(re)處理強化效(xiao)果(guo)顯著，適(shi)于變(bian)型成形的(de)高強度(du)、耐腐(fu)蝕(shi)汽車螺栓。07Cr15Ni7Mo2Al（SUS632）舊牌號0Cr15N-i7Mo2Al，在07Cr17Ni7Al（SUS631）的基礎上(shang)加入合金元素鉬，以保證熱處理時得到更高的強度。

　　06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（SUS660）舊牌號0Cr15Ni25Ti2-MoAlVB。鐵-鎳基合金，它在高溫下(xia)同(tong)時具有高的(de)強(qiang)度和好的(de)耐腐蝕性(xing)，切削加(jia)工性(xing)能和熱加(jia)工性(xing)能良好，可(ke)使用(yong)在650～700℃的高溫下，用(yong)于耐熱、耐腐蝕性的受(shou)力(li)汽車(che)發(fa)動機(ji)螺(luo)栓(shuan)。

　　此外(wai)，馬氏體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)是指具有較好的熱(re)穩定(ding)性和熱(re)強(qiang)性的鋼(gang)(gang)，如42Cr9Si2和40Cr10Si2Mo鋼(gang)。在高(gao)(gao)溫下具有較高(gao)(gao)的強度，又稱(cheng)馬氏體型耐熱鋼(gang)。GB/T 1221-2007 《耐(nai)熱鋼棒(bang)》標準(zhun)中(zhong)指的(de)42Cr9Si2舊牌號(hao)4Cr9Si2和40Cr10Si2Mo舊牌(pai)號4Cr10Si2Mo鋼是發動機上重要(yao)螺栓材料，工作時要(yao)承(cheng)受(shou)較高的機械負荷和熱負荷。

　　隨著冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)技術的(de)發展，對冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)鋼的(de)需(xu)求(qiu)明(ming)顯(xian)增加(jia)。由(you)于冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)緊固件(jian)(jian)設備(bei)大部分為多工位冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)機，其(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)水(shui)平(ping)相對較為穩定，對緊固件(jian)(jian)品(pin)質的(de)影(ying)響并(bing)不很大，而主(zhu)要(yao)影(ying)響因素在于冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)鋼的(de)質量(liang)，其(qi)(qi)本身或(huo)固有(you)的(de)質量(liang)缺陷直接影(ying)響到緊固件(jian)(jian)的(de)最終品(pin)質水(shui)平(ping)。目前，大多數緊固件(jian)(jian)企業(ye)對冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)鋼都有(you)嚴(yan)格的(de)要(yao)求(qiu)，并(bing)通過各(ge)種途經和信息(xi)尋(xun)求(qiu)最能適應冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)工藝的(de)鋼種。生產高強(qiang)度緊固件(jian)(jian)有(you)兩大關鍵點：一是(shi)材(cai)料，二是(shi)熱(re)處理。無論哪(na)一點有(you)問題，都將導致(zhi)高強(qiang)度緊固件(jian)(jian)的(de)性能失效。尤其(qi)(qi)是(shi)對冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)汽車高強(qiang)度螺栓而言，其(qi)(qi)選用材(cai)料方面更為嚴(yan)格，我(wo)國(guo)汽車緊固件(jian)(jian)用冷(leng)(leng)(leng)鐓(dui)(dui)(dui)(dui)線材(cai)的(de)開發研究，還處于相對落后(hou)的(de)狀(zhuang)態。

　　在生產(chan)實踐(jian)中，對(dui)使(shi)用量(liang)大(da)的(de)碳(tan)鋼(gang)或(huo)合金鋼(gang)、不銹鋼(gang)高強(qiang)度螺栓材料(liao)標準的(de)修訂越來越重要(yao)，也越來越緊(jin)迫。 需要對材料中(zhong)S、P含量問題、脫碳(tan)層、非金屬(shu)夾雜物和(he)酸浸低倍組(zu)織等進行(xing)探討，還有(you)對緊固(gu)件實物質(zhi)量中(zhong)的(de)碳(tan)硼鋼(gang)制(zhi)造品質(zhi)問題提出建議(yi)。研(yan)究和(he)開發符合我國資(zi)源情況的(de)質(zhi)優(you)價廉(lian)的(de)高(gao)強度冷鐓鋼(gang)，對我國緊固(gu)件行(xing)業在國際市(shi)場競爭中(zhong)取(qu)得優(you)勢具有(you)重要的(de)作(zuo)用

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