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高強螺絲是general-purpose的基礎,制造高強螺絲的材料有鋼、不銹鋼、鈦合金和有色金屬。螺栓在高強螺絲中使用較多。螺栓的力學性能在很大程度上取決于用于制造高強螺絲的材料的質量。長期以來,由于高強螺絲的失效和損壞造成的事故發生率很高,因此必須嚴格選擇用于制造高強螺絲的材料。在未來很長一段時間內,高強螺絲材料選用，高強螺絲仍然以鋼材為主。
高強螺絲必須根據國家選擇2011年10月1日正式實施的"高強螺絲機械性能螺栓,螺絲和螺柱"國標/t3098.1-2010標準(新標準);注意高強螺絲的機械性能,特別是拉伸強度的要求;同時,根據產品的服務環境和客戶的具體要求,包括對材料耐腐蝕性工作條件的要求,所需的工作溫度為熱材料電阻(高溫強度、抗氧化性)和低溫冷脆(低溫沖擊韌性)。
(1)嚴格控制硫磷質量分數。
新標準8.8~12.9中的S和p的質量分數不大于0.025%。現有的gb/t699和gb/t3077在"優質鋼材"規定的S、p質量分數不能滿足新標準的要求,但gb/t3077在"高品質鋼"和"超優質鋼"的要求滿足新標準,gb/t699"超高品質鋼材"能滿足新標準的要求。
(2)嚴格控制脫碳層。
脫碳層是影響高強螺絲質量和材料使用的重要指標。國標/t3098.1規定:螺紋總脫碳層的深度不得大于0.015mm,8.8和9.8級螺紋的碳層高度為1/2齒高,10.9為1/3齒高,12.9為1/4。
(3)嚴格控制非金屬夾雜物。
非金屬夾雜是引起冷鐓開裂的主要原因之一,C型(硅酸鹽)和D型(球形氧化物)夾雜的影響較大。顆粒越大,裂紋越容易開裂,2mm以內的夾雜物不應大于0.15μm。對于高強度高強螺絲材料,硅酸鹽夾雜物的要求不大于0.5級,球形氧化物夾雜不大于1。材料控制主要缺陷:冷鐓鋼錠型偏析、材料和退火過程中的表面脫碳、淬火和回火質量的淬火裂紋、淬裂和變形。
高強螺絲材料選用
鋼螺栓是碳鋼,為增加強度,淬透性和鉻,鉬,鎳,錳等合金元素的合金鋼,以及耐腐蝕的不銹鋼,此外,還有添加微硼顯著提高了硼鋼的淬透性。20MnTiB、Ml20mntib、10b21和10b23硼鋼可生產9.8和10.9級高強度螺栓。熱處理方法是:高溫淬火,快速冷卻獲得低碳馬氏體,然后中溫回火,能滿足螺栓的使用條件。我們自主研發的鋼級20MnTiB主要用于鋼結構連接,主要用于10.9級車軸輪胎螺栓、螺母和差速器螺栓。然而,螺栓的質量與新標準的要求之間存在一定的差距,需要進行調整。例如,新的標準規定,b的較大質量分數是0.003%,但b較大質量分數的20MnTiB鋼是0.0035%,超過標準規格。另外,20MnTiB鋼的碳質量還沒有達到0.22%以上,不能滿足新的標準來提高硬化要求。
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