“緊固件原料和熱處理”專業(yè)性解析

1、什么是再加元素的鋼，為什么很容易淬火開(kāi)裂？

在GB/T3098.1～2010標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)8.8級(jí)～10.9級(jí)的地腳螺絲運(yùn)用的原料有明確規(guī)定，對(duì)于務(wù)必?zé)崽幚淼母邚?qiáng)度螺栓鋼硫和磷的很大 成份極限，從0.035%降到0.025%，在這其中有“再加元素的合金鋼（如硼或錳或鉻）”一類，并取代原規(guī)范的“綠色環(huán)保合金鋼”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此類不銹鋼板采用“廢舊鋼材”作原料、熱處理爐選礦廠，一般殘余鋁合金型材元素過(guò)多，控制十分艱辛，十分是一些沒(méi)法在選礦廠中去除的沉渣元素，造成 最終產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。

一般指的是45#、40Cr鋼，此類鋼在我國(guó)的使用年限較長(zhǎng)。十分是S、P的成份都是0.025%～0.035%，也是有其他的沉渣Cu銅、Pb鉛、Sn錫、Se硒，當(dāng)鋼中傷害元素P、S提高時(shí)，超高組織檢測(cè)的管理處疏松、一般疏松、方形縮松的級(jí)別都是2～三級(jí)，白點(diǎn)、縮松、氣泡、翻皮等缺陷也不難看出存在。由于價(jià)格較低，很多緊固件企業(yè)還很喜歡用。在地腳螺絲熱處理時(shí)經(jīng)常造成熱處理裂縫的安全生產(chǎn)事故，主要是沉渣元素和非金屬材質(zhì)參臟物較多導(dǎo)致，在熱處理時(shí)采取任何防范措施都在所難免開(kāi)裂。對(duì)于重要的產(chǎn)品，建議一般不用或避免運(yùn)用45#、40Cr鋼。

2、目前市場(chǎng)銷售上，20MnTiB、ML20MnTiB硼鋼可生產(chǎn)加工10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，但是進(jìn)行再回火試驗(yàn)后，工藝性能減少的原因是什么？

地腳螺絲在緊固件中需要量很大 ，生產(chǎn)加工的原料重要有鋼、不銹鋼板、鈦金屬和有色金屬等。目前除少量的大型號(hào)規(guī)格采用溫鐓（溫?cái)D壓加工），銑削生產(chǎn)制造生產(chǎn)加工外，絕大多數(shù)選擇冷鐓（冷擠壓）成型制作工藝生產(chǎn)加工。地腳螺絲最終的工藝性能由生產(chǎn)加工緊固件的原料品質(zhì)所管理決策，而20MnTiB和ML20MnTiB碳成分下限均低于0.20%，不能考慮到標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原料的要求；20MnTiB鋼地腳螺絲抗拉強(qiáng)度≥1040MPa、抗壓強(qiáng)度在32～39HRC的要求時(shí)，是靠降低回火溫度保證的，入選用425℃再回火溫度試驗(yàn)后抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度減少，不能考慮到標(biāo)準(zhǔn)中的至少回火溫度的特點(diǎn)要求。從社會(huì)實(shí)踐可以看得出來(lái)，地腳螺絲的高品質(zhì)綜合型工藝性能，不但取決于熱處理制作工藝和鋁合金成份，更重要的是應(yīng)具有優(yōu)質(zhì)的成分派對(duì)。

20MnTiB和ML20MnTiB鋼最開(kāi)始應(yīng)保證碳成份在0.22%～0.24%之中，才能夠最大限度地提高加工性，熱處理后的抗壓強(qiáng)度≥45～47HRC，以保證有效的淬硬層深層次，才能夠考慮到標(biāo)準(zhǔn)中的至少回火溫度425℃的要求。

3、美制內(nèi)六角盤(pán)頭螺釘1/4-20×1/2，原料：SCM435，工藝性能12.9級(jí)，要求扭距20N?m，熱處理后扭距只有17～18N?m，是什么原因造成 的？

這個(gè)問(wèn)題很重要。SCM435鋼含碳量取低中限得話，這個(gè)問(wèn)題解決不了，SCM435鋼其碳成分提高到中限定或采用42CrMoA、SCM440鋼后，這個(gè)問(wèn)題就可以了解決了。因而，所有的不銹鋼板都應(yīng)根據(jù)螺栓等級(jí)選擇合適的碳成分，鋼中的碳量造成轉(zhuǎn)變，熱處理溫度便會(huì)變化，不僅抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度會(huì)變化，而且扭距也會(huì)變化。除此之外，再度熱處理熱處理也可考慮到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4、用馬氏體型不銹鋼板30Cr13舊型號(hào)規(guī)格3Cr13制成密閉式圓環(huán)圖彈簧片，厚薄0.75mm，抗壓強(qiáng)度要求39～43HRC，可塑性試驗(yàn)要求室溫回彈性10其次上。目前的制作工藝能考慮到抗壓強(qiáng)度要求，但可塑性及格率只有30%左右。沒(méi)有變更原料的必要條件下，如何保證產(chǎn)品的可塑性？

這涉及一個(gè)成分的難點(diǎn)，大家搞熱處理的如果不把成分放進(jìn)第一位那便是搞不好的。可以采用碳成分≥0.32%～0.35%的不銹鋼板，帶條形組織縮松應(yīng)控制在2級(jí)以下，在這其中控制非金屬材質(zhì)參臟物的級(jí)別，如硫氰酸鉀類、三氧化二鋁類、球型氫氧化物類均不超1.5級(jí)（包括粗、細(xì)系）。若可塑性不夠，充分考慮提高一道300～310℃再回火生產(chǎn)流程，接著快冷。可以試一下。

5、車(chē)?yán)镉玫牟讳P鋼板焊接螺母是采用哪種奧氏體不銹鋼型號(hào)？

奧氏體不銹鋼板具有優(yōu)質(zhì)的一般抗蝕性，在許多化學(xué)物質(zhì)中具有高品質(zhì)的耐多方位浸蝕能，但對(duì)應(yīng)力腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂較較為比較敏感。一切熱處理制作工藝都不易使其硬化；但由于N成份的提高或冷成型提升，可讓鋼的工藝性能明顯提高。奧氏體圓鋼具有優(yōu)質(zhì)的可焊性，也是有較高的低溫破壞性延展性，也是有防止延展性的高安全性能。

12Cr18Ni9(SUS302)舊型號(hào)規(guī)格1Cr18Ni9。一般適用范圍的標(biāo)準(zhǔn)18-8型CrNi不銹鋼板，耐腐蝕性好于相近的12Cr17Ni7（SUS301）鋼，冷拉后能使抗拉強(qiáng)度有挺大提高，但拉伸強(qiáng)度不如12Cr17Ni7，用于實(shí)用性的抗腐蝕地腳螺絲，需機(jī)械加工制造的焊接螺母、自攻螺釘。

Y12Cr18Ni9(SUS303)舊型號(hào)規(guī)格Y1Cr18Ni9。在18-8型奧氏體型不銹鋼板的大部分提高含S量以提高銑削生產(chǎn)制造特點(diǎn)，可再加Mo和Zr元素，合適大批銑削生產(chǎn)制造緊固件，尤其是采用圓棒生產(chǎn)制造螺絲帽時(shí)。

022Cr19Ni10（SUS304L）舊型號(hào)規(guī)格00Cr19Ni10。除抗拉強(qiáng)度稍低外，其他特點(diǎn)與06Cr19Ni10(SUS304)一樣，重要用于需電弧焊接電焊焊接且電弧焊接電焊焊接后又不進(jìn)行冷加工的螺絲帽。

6、未來(lái)的汽車(chē)發(fā)展趨向的方向是輕巧、節(jié)能環(huán)保化、生產(chǎn)安全。在組裝不可以成缺的螺釘連接上，完美主義者高些方案設(shè)計(jì)應(yīng)力場(chǎng)，輕巧的要求，更加合理的扭緊專業(yè)性。便于降低高耐磨緊固件時(shí)間延遲裂開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)性，采用哪樣不銹鋼板生產(chǎn)加工柴油機(jī)地腳螺絲？

一般采用沉淀硬化不銹鋼板也稱及時(shí)性硬化鋼，基本為奧氏體或馬氏體組織，并能依據(jù)沉淀硬化處理使其硬（強(qiáng)）化的不銹鋼板。這類鋼在具有調(diào)節(jié)劑浸蝕的此外還具有高耐磨；其耐腐蝕性不但與成分有關(guān)，且與熱處理密切相關(guān)，超顆粒相的融解、及時(shí)性體現(xiàn)對(duì)耐蝕性能都是傷害的。鋼的高耐磨是因?yàn)樽罱K在較低溫度下熱處理時(shí)從馬氏體看好融解金屬?gòu)?fù)合材料間化合物的結(jié)果，另因這類鋼的高耐磨特點(diǎn)，運(yùn)用時(shí)也可能造成氫脆和應(yīng)力腐蝕。

05Cr17Ni4Cu4Nb（SUS630）舊型號(hào)規(guī)格0Cr17Ni4Cu4Nb，普遍的沉淀硬化不銹鋼板，它此外具有馬氏體不銹鋼板的高耐磨和奧氏體不銹鋼板的耐腐蝕性能，綜合性能優(yōu)質(zhì)，在315℃仍有高的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性，用于既要求抗拉強(qiáng)度高，又要求耐腐蝕性好的小轎車(chē)地腳螺絲。07Cr17Ni7Al（SUS631）舊型號(hào)規(guī)格0Cr17Ni7Al，可塑性好，易硬化，在較高溫度仍有高的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性，十分是冷、熱變形特點(diǎn)高品質(zhì)，熱處理提升成效明顯，合適形變成形的高耐磨、耐腐蝕小轎車(chē)地腳螺絲。07Cr15Ni7Mo2Al（SUS632）舊型號(hào)規(guī)格0Cr15N-i7Mo2Al，在07Cr17Ni7Al（SUS631）的大部分加上鋁合金型材元素鉬，以保證熱處理時(shí)得到高些的抗拉強(qiáng)度。

06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（SUS660）舊型號(hào)規(guī)格0Cr15Ni25Ti2-MoAlVB。鐵-鎳基耐熱合金，它在高溫下此外具有高的抗拉強(qiáng)度和好的耐腐蝕性，銑削生產(chǎn)制造特點(diǎn)和熱處理特點(diǎn)優(yōu)質(zhì)，可運(yùn)用在650～700℃的高溫下，用于耐熱、耐腐蝕性的支撐板柴油發(fā)動(dòng)機(jī)地腳螺絲。

此外，馬氏體型不銹鋼板是指具有非常好的耐溫性和熱強(qiáng)性的鋼，如42Cr9Si2和40Cr10Si2Mo鋼。在高溫下具有較高的抗拉強(qiáng)度，又稱馬氏體型耐熱鋼。GB/T1221-2007《耐熱鋼棒》標(biāo)準(zhǔn)中拇指的42Cr9Si2舊型號(hào)規(guī)格4Cr9Si2和40Cr10Si2Mo舊型號(hào)規(guī)格4Cr10Si2Mo鋼是柴油機(jī)上重要螺栓材料，工作中里時(shí)要擔(dān)負(fù)較高的工業(yè)設(shè)備負(fù)荷和熱負(fù)荷。

小結(jié)：

隨著著冷鐓專業(yè)性的發(fā)展趨向，對(duì)冷鐓鋼的規(guī)定持續(xù)增長(zhǎng)。由于冷鐓緊固件機(jī)械設(shè)備絕大部分為多焊接夾具冷鐓機(jī)，其冷鐓水平相對(duì)較為穩(wěn)定，對(duì)緊固件品質(zhì)的傷害并不挺大，而重要影響因素在于冷鐓鋼的質(zhì)量，其本身或具備的質(zhì)量缺陷馬上傷害到緊固件的最終品質(zhì)水平。目前，絕大多數(shù)緊固件企業(yè)對(duì)冷鐓鋼經(jīng)常出現(xiàn)苛刻的要求，并依據(jù)各式各樣歷經(jīng)和信息找尋最能融進(jìn)冷鐓加工加工工藝的鋼材牌號(hào)。生產(chǎn)加工高耐磨緊固件有幾大重要環(huán)節(jié)：一是原料，二是熱處理。無(wú)論哪一點(diǎn)不大好，都將導(dǎo)致 高耐磨緊固件的特點(diǎn)失效。尤其是對(duì)冷鐓小轎車(chē)高強(qiáng)度螺栓而言，其選用原料方面更為苛刻，在中國(guó)小轎車(chē)緊固件用冷鐓電纜線的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)科研，還處于相對(duì)過(guò)時(shí)的狀況。

在社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)需要量大的合金鋼或合金鋼、不銹鋼板高強(qiáng)度螺栓原料標(biāo)準(zhǔn)的修訂越來(lái)越重要，也越來(lái)越迫切。務(wù)必對(duì)原料中S、P成份難點(diǎn)、滲氮層、非金屬材質(zhì)參臟物和酸浸超高組織等進(jìn)行探討，也是有對(duì)緊固件產(chǎn)品質(zhì)量中的碳硼鋼生產(chǎn)加工品質(zhì)難點(diǎn)意見(jiàn)和建議。科研和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)符合在中國(guó)資源情況的價(jià)廉物美的高耐磨冷鐓鋼，對(duì)在中國(guó)緊固件生產(chǎn)制造制造行業(yè)在全球性市場(chǎng)的需求中得到優(yōu)勢(shì)具有重要的作用。