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螺丝师傅详解紧固件用不锈钢丝的选材原则及鉴别的几种方法
返回列表 来源: 发布日期: 2020.06.27

大多数不锈钢材料都能制成钢丝或棒材用于紧固件生产,有奥体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。关于紧固件不锈钢丝选用材料的问题,螺丝师傅是这么说的:紧固件是机械基础件,需求量很大,通常螺栓、螺钉、铆钉等为了保证安全或者一般不用考虑温度的影响恶劣的环境或其它危险的工况。常用的材料有碳素钢、低合金钢和有色金属。但在特定场合,紧固件材料需要满足严重腐蚀或高强度的条件,有许多不锈钢和超高强度不锈钢应运而生。

螺丝师傅详解紧固件用不锈钢丝的选材原则及鉴别的几种方法

通过对这五个方面进行全面、综合的考虑后,最后确定选用紧固件的牌号、品种、规格、材料标准。

不锈钢材料的选择主要从以下五方面来考虑。

1、对紧固件材料在机械性能方面,特别是强度方面的要求。

2、工况条件对材料的抗腐蚀性能方面的要求。

3、工作温度对材料的耐热性能(高温强度、抗氧化性能)方面的要求。

4、生产工艺方面对材料加工性能方面的要求。

5、其它方面,例如重量、价格、采购诸因素都要考虑。

奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。

奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

最常用的奥氏体不锈钢是Fe-Cr-Ni系合金(即美国的AISI300系);Fe-Cr-Ni-Mn系(即美国AISI200系);特殊奥氏体不锈钢等三种。

螺丝师傅详解紧固件用不锈钢丝的选材原则及鉴别的几种方法

常用的牌号为302、303、304、305四个牌号,即所谓的"18-8"型奥氏体不锈钢这四个牌号。不论是抗腐蚀性,还是其机械性能都相类似。选用的出发点是紧固件的生产工艺方法,而方法又取决于紧固件的尺寸和形状,同时还取决于生产的数量。

302型用于采用机械加工的螺钉和自攻螺栓。

303型为了改善切削加工性能,303型不锈钢中添加有少量的硫,用于采用棒料加工螺母。

304型适用于采用热镦工艺加工紧固件时,例如较长规格的螺栓,大直径的螺栓,它们均可能超出了冷镦工艺的范围。

305型适用于采用冷镦工艺加工紧固件时,例如冷成形螺母、六角螺栓。

309型和310型,它们的含Cr量和含Ni量都比18-8型不锈钢高,适用于高温下工作的紧固件。

316和317型,它们均含有合金元素Mo,因此它们的高温强度和耐蚀性能均比18-8型不锈钢高。

321型和347型,321型含有较稳定合金元素Ti,347型含有Nb,从而提高了材料的抗晶间腐蚀性能。适用于焊后不退火或在420~1013℃服役的紧固件。

铁素体不锈钢

铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,这类钢具有导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。一般可分为普通铁素体不锈钢和高纯铁素体不锈钢两大类。

螺丝师傅详解紧固件用不锈钢丝的选材原则及鉴别的几种方法

1、普通铁素体

此类钢包括低、中、高三种铬含量。低铬铁素体不锈钢,含铬大约为11%~14%,如中国的00Cr12,0Cr13Al。美国的AISI400、405、406MF。此类钢具有良好的韧性,塑性,冷变形性及可焊性。由于钢中含有一定量铬、铝,因此有较好的抗氧化性和不锈性。405可用作石油精炼塔、槽衬里、蒸汽涡轮机叶片、耐高温硫腐蚀装置等。400用作家庭及办公室用具等。409用于汽车排气消音系统装置及冷、温水管等。中铬铁素体不锈钢,铬含量为14%~19%,如中国的1Cr17、1Cr17Mo。美国的AISI429、430、433、434、435、436、439。此类钢有着较好的耐锈性和耐蚀性。其加工硬化系数较小(n≈2),有着良好的深拉深性能,但延性较差。430用作建筑装饰、汽车装饰、厨房装备、气体燃烧器及硝酸工业装置的部件等。434用于汽车,建筑的外部装饰。439用作燃气热水器、煤、气管线的软管等。高铬铁素体不锈钢含铬量19%~30%,如中国的Cr18Si2、Cr25,美国的AISI442、443、446。此类钢有良好的抗氧化性。442在大气中断续使用,上限温度为1035℃,连续使用最高温度为980℃。446有更好的抗氧化性。

430型普通铬钢,它的耐腐蚀性能和耐热性能比410型好,有磁性,但它不能够热处理强化,适用于对而耐腐蚀和耐热性能稍高的、强度要求一般的不锈钢紧固件。

2、高纯铁素体

此类钢含有极低碳、氮;高铬、钼、钛、铌等元素。如中国的00Cr17Mo、00Cr18Mo2、00Cr26Mol、00Cr30Mo2国外18-2、Cr26Mol、25Cr-5Ni-4Mo-Nb、MoNiT、Al29-4、Al29-4-2。这类钢有良好的力学性能(特别是韧性),焊接性能,耐晶间腐蚀性,耐点蚀、缝隙腐蚀性,优异的耐应力腐蚀破裂性。如18-2在硝酸,醋酸,NaOH中有良好耐蚀性,在3%NaCl和FeCl3中耐点蚀性相当或超过18-8奥氏体钢,耐SCC性远超过18-8钢。26CrMo钢在许多介质中耐腐蚀,特别是有机酸,氧化性酸,强碱中。在强氯化物介质中有良好的耐点蚀性。在氯化物、硫化氢、过多硫酸及强碱中不产生应力腐蚀开裂。30Cr-2Mo在保持耐应力腐蚀同时具有更高耐点蚀、缝隙腐蚀性。加少量镍的钢,提高在还原性酸中的性能。

马氏体不锈钢

通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

标准的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(Se)、420、430、431、440A、440B和440C型,有磁性;这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”,其范围是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,以确保在热处理期间马氏体的形成,上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用,且440型成份的熔填金属不易取得。

410型和416型可以热处理强化,硬度在35~45HRC,机加工性能良好,用于一般用途的耐热耐腐蚀紧固件。416型含硫量稍高,是易切削不锈钢。

420型,含硫量≧0.15%,机械性能提高,可以热处理强化,最大硬度值53~58HRC,用于要求较高强度的紧固件。

标准马氏体钢材的改良,含有类如镍、钼、钒等的添加元素,主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K,当添加这些元素时,碳含量也增加,随着碳含量的增加,在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢(precipitation hardening stainless steel)是指在不锈钢化学成分的基础上添加不同类型、数量的强化元素,通过沉淀硬化过程析出不同类型和数量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金属间化合物,既提高钢的强度又保持足够的韧性的一类高强度不锈钢,简称PH钢。沉淀硬化不锈钢根据其基体的金相组织可以分为马氏体型、半奥氏体型和奥氏体型3类。

沉淀硬化不锈钢具有高强度、高韧性、高耐蚀性、高抗氧化性和优良的成型性、焊接性等综合性能。

1、17-4PH,PH15-7Mo,它们可以得到比通常的18-8型不锈钢更高的强度,因而被用于高强度、耐腐蚀不锈钢紧固件。

螺丝师傅详解紧固件用不锈钢丝的选材原则及鉴别的几种方法

2、A-286,一种非标准不锈钢,比常用的18-8型不锈钢有更高的耐腐蚀性能,以及在温度增高时仍具有良好的机械性能。用做高强度、耐热、耐腐蚀紧固件,可使用到650~700℃。

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