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    螺絲師傅詳解緊固件用不銹鋼絲的選材原則及鑒別的幾種方法

    2021-07-26 12:15:24 次瀏覽分類:行業新聞

    大多數不銹鋼材料都能制成鋼絲或棒材用于緊固件生產,有奧體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼。關于緊固件不銹鋼絲選用材料的問題,螺絲師傅是這么說的:緊固件是機械基礎件,需求量很大,通常螺栓、螺釘、鉚釘等為了保證安全或者一般不用考慮溫度的影響惡劣的環境或其它危險的工況。常用的材料有碳素鋼、低合金鋼和有色金屬。但在特定場合,緊固件材料需要滿足嚴重腐蝕或高強度的條件,有許多不銹鋼和超高強度不銹鋼應運而生。

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    通過對這五個方面進行全面、綜合的考慮后,最后確定選用緊固件的牌號、品種、規格、材料標準。  
    不銹鋼材料的選擇主要從以下五方面來考慮。  
    1、對緊固件材料在機械性能方面,特別是強度方面的要求。  
    2、工況條件對材料的抗腐蝕性能方面的要求。  
    3、工作溫度對材料的耐熱性能(高溫強度、抗氧化性能)方面的要求。  
    4、生產工藝方面對材料加工性能方面的要求。  
    5、其它方面,例如重量、價格、采購諸因素都要考慮。  

    奧氏體不銹鋼  
    奧氏體不銹鋼,是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。  
    奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。  
    最常用的奧氏體不銹鋼是Fe-Cr-Ni系合金(即美國的AISI300系);Fe-Cr-Ni-Mn系(即美國AISI200系);特殊奧氏體不銹鋼等三種。  

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    常用的牌號為302、303、304、305四個牌號,即所謂的"18-8"型奧氏體不銹鋼這四個牌號。不論是抗腐蝕性,還是其機械性能都相類似。選用的出發點是緊固件的生產工藝方法,而方法又取決于緊固件的尺寸和形狀,同時還取決于生產的數量。
    302型用于采用機械加工的螺釘和自攻螺栓。
    303型為了改善切削加工性能,303型不銹鋼中添加有少量的硫,用于采用棒料加工螺母。
    304型適用于采用熱鐓工藝加工緊固件時,例如較長規格的螺栓,大直徑的螺栓,它們均可能超出了冷鐓工藝的范圍。
    305型適用于采用冷鐓工藝加工緊固件時,例如冷成形螺母、六角螺栓。
    309型和310型,它們的含Cr量和含Ni量都比18-8型不銹鋼高,適用于高溫下工作的緊固件。
    316和317型,它們均含有合金元素Mo,因此它們的高溫強度和耐蝕性能均比18-8型不銹鋼高。
    321型和347型,321型含有較穩定合金元素Ti,347型含有Nb,從而提高了材料的抗晶間腐蝕性能。適用于焊后不退火或在420~1013℃服役的緊固件。

    鐵素體不銹鋼
    鐵素體不銹鋼(400系)含鉻量在15%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,這類鋼具有導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。一般可分為普通鐵素體不銹鋼和高純鐵素體不銹鋼兩大類。

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    1、普通鐵素體
    此類鋼包括低、中、高三種鉻含量。低鉻鐵素體不銹鋼,含鉻大約為11%~14%,如中國的00Cr12,0Cr13Al。美國的AISI400、405、406MF。此類鋼具有良好的韌性,塑性,冷變形性及可焊性。由于鋼中含有一定量鉻、鋁,因此有較好的抗氧化性和不銹性。405可用作石油精煉塔、槽襯里、蒸汽渦輪機葉片、耐高溫硫腐蝕裝置等。400用作家庭及辦公室用具等。409用于汽車排氣消音系統裝置及冷、溫水管等。中鉻鐵素體不銹鋼,鉻含量為14%~19%,如中國的1Cr17、1Cr17Mo。美國的AISI429、430、433、434、435、436、439。此類鋼有著較好的耐銹性和耐蝕性。其加工硬化系數較?。╪≈2),有著良好的深拉深性能,但延性較差。430用作建筑裝飾、汽車裝飾、廚房裝備、氣體燃燒器及硝酸工業裝置的部件等。434用于汽車,建筑的外部裝飾。439用作燃氣熱水器、煤、氣管線的軟管等。高鉻鐵素體不銹鋼含鉻量19%~30%,如中國的Cr18Si2、Cr25,美國的AISI442、443、446。此類鋼有良好的抗氧化性。442在大氣中斷續使用,上限溫度為1035℃,連續使用最高溫度為980℃。446有更好的抗氧化性。

    430型普通鉻鋼,它的耐腐蝕性能和耐熱性能比410型好,有磁性,但它不能夠熱處理強化,適用于對而耐腐蝕和耐熱性能稍高的、強度要求一般的不銹鋼緊固件。

    2、高純鐵素體
    此類鋼含有極低碳、氮;高鉻、鉬、鈦、鈮等元素。如中國的00Cr17Mo、00Cr18Mo2、00Cr26Mol、00Cr30Mo2國外18-2、Cr26Mol、25Cr-5Ni-4Mo-Nb、MoNiT、Al29-4、Al29-4-2。這類鋼有良好的力學性能(特別是韌性),焊接性能,耐晶間腐蝕性,耐點蝕、縫隙腐蝕性,優異的耐應力腐蝕破裂性。如18-2在硝酸,醋酸,NaOH中有良好耐蝕性,在3%NaCl和FeCl3中耐點蝕性相當或超過18-8奧氏體鋼,耐SCC性遠超過18-8鋼。26CrMo鋼在許多介質中耐腐蝕,特別是有機酸,氧化性酸,強堿中。在強氯化物介質中有良好的耐點蝕性。在氯化物、硫化氫、過多硫酸及強堿中不產生應力腐蝕開裂。30Cr-2Mo在保持耐應力腐蝕同時具有更高耐點蝕、縫隙腐蝕性。加少量鎳的鋼,提高在還原性酸中的性能。

    馬氏體不銹鋼
    通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。淬火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。

    標準的馬氏體不銹鋼是:403、410、414、416、416(Se)、420、430、431、440A、440B和440C型,有磁性;這些鋼材的耐腐蝕性來自“鉻”,其范圍是從11.5至18%,鉻含量愈高的鋼材需碳含量愈高,以確保在熱處理期間馬氏體的形成,上述三種440型不銹鋼很少被考慮做為需要焊接的應用,且440型成份的熔填金屬不易取得。

    10型和416型可以熱處理強化,硬度在35~45HRC,機加工性能良好,用于一般用途的耐熱耐腐蝕緊固件。416型含硫量稍高,是易切削不銹鋼。
     420型,含硫量≧0.15%,機械性能提高,可以熱處理強化,最大硬度值53~58HRC,用于要求較高強度的緊固件。
    標準馬氏體鋼材的改良,含有類如鎳、鉬、釩等的添加元素,主要是用于將標準鋼材受限的容許工作溫度提升至高于1100K,當添加這些元素時,碳含量也增加,隨著碳含量的增加,在焊接物的硬化熱影響區中避免龜裂的問題變成更嚴重。

    沉淀硬化不銹鋼
    沉淀硬化不銹鋼(precipitation hardening stainless steel)是指在不銹鋼化學成分的基礎上添加不同類型、數量的強化元素,通過沉淀硬化過程析出不同類型和數量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金屬間化合物,既提高鋼的強度又保持足夠的韌性的一類高強度不銹鋼,簡稱PH鋼。沉淀硬化不銹鋼根據其基體的金相組織可以分為馬氏體型、半奧氏體型和奧氏體型3類。

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    沉淀硬化不銹鋼具有高強度、高韌性、高耐蝕性、高抗氧化性和優良的成型性、焊接性等綜合性能。
     1、17-4PH,PH15-7Mo,它們可以得到比通常的18-8型不銹鋼更高的強度,因而被用于高強度、耐腐蝕不銹鋼緊固件。
     2、A-286,一種非標準不銹鋼,比常用的18-8型不銹鋼有更高的耐腐蝕性能,以及在溫度增高時仍具有良好的機械性能。用做高強度、耐熱、耐腐蝕緊固件,可使用到650~700℃。

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