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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(lèi):行業(yè)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(chǎn),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(guān)于緊固件不銹鋼絲選用材料的問(wèn)題,螺絲師傅是這么說(shuō)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(huán)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(chǎng)合,緊固件材料需要滿(mǎn)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(guò)對這五個(gè)方面進(jìn)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(lái)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(chǎn)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(jià)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(zhù)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(fā)展起來(lái)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(gè)牌號,即所謂的"18-8"型奧氏體不銹鋼這四個(gè)牌號。不論是抗腐蝕性,還是其機械性能都相類(lèi)似。選用的出發(fā)點(diǎn)是緊固件的生產(chǎn)工藝方法,而方法又取決于緊固件的尺寸和形狀,同時(shí)還取決于生產(chǎn)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(shí),例如較長(cháng)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(shí),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(lèi)鋼一般不含鎳,有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,這類(lèi)鋼具有導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn),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(lèi)。

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1、普通鐵素體
此類(lèi)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(lèi)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(chē)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(lèi)鋼有著(zhù)較好的耐銹性和耐蝕性。其加工硬化系數較?。╪≈2),有著(zhù)良好的深拉深性能,但延性較差。430用作建筑裝飾、汽車(chē)裝飾、廚房裝備、氣體燃燒器及硝酸工業(yè)裝置的部件等。434用于汽車(chē),建筑的外部裝飾。439用作燃氣熱水器、煤、氣管線(xiàn)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(lèi)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(lèi)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(lèi)鋼有良好的力學(xué)性能(特別是韌性),焊接性能,耐晶間腐蝕性,耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕性,優(yōu)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(diǎn)蝕性相當或超過(guò)18-8奧氏體鋼,耐SCC性遠超過(guò)18-8鋼。26CrMo鋼在許多介質(zhì)中耐腐蝕,特別是有機酸,氧化性酸,強堿中。在強氯化物介質(zhì)中有良好的耐點(diǎn)蝕性。在氯化物、硫化氫、過(guò)多硫酸及強堿中不產(chǎn)生應力腐蝕開(kāi)裂。30Cr-2Mo在保持耐應力腐蝕同時(shí)具有更高耐點(diǎn)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(guò)熱處理可以調整其力學(xué)性能的不銹鋼,通俗地說(shuō),是一類(lèi)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(shù)器械。根據化學(xué)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(lèi)。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(shí)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(lái)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(lèi)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(shí),碳含量也增加,隨著(zhù)碳含量的增加,在焊接物的硬化熱影響區中避免龜裂的問(wèn)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(xué)成分的基礎上添加不同類(lèi)型、數量的強化元素,通過(guò)沉淀硬化過(guò)程析出不同類(lèi)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(lèi)高強度不銹鋼,簡(jiǎn)稱(chēng)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(lèi)。

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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(yōu)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(shí)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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