緊固件是一種通用基礎(chǔ)件，制造緊固件的材料主要有鋼、不銹鋼、鈦合金和有色金屬等。螺栓在緊固件中使用量多。螺栓的力學(xué)性能很大程度上取決于制造緊固件材料的質(zhì)量。長(zhǎng)期以來(lái)，由緊固件的失效和損壞引起事故的概率非常高，因此，用于制造緊固件的材料嚴(yán)格選擇。在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，緊固件仍以鋼鐵材料為主。
選用緊固件材料依據(jù)國(guó)家于2011年10月1日正式實(shí)施的《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1—2010標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱新標(biāo)準(zhǔn));注重緊固件材料機(jī)械性能方面，尤其是抗拉強(qiáng)度方面的要求;同時(shí)依據(jù)產(chǎn)品的服役環(huán)境和客戶的具體要求，包括工況條件對(duì)材料的抗腐蝕性能方面的要求，工作溫度對(duì)材料的耐熱性能(高溫強(qiáng)度、抗氧化性能)和低溫冷脆性(低溫沖擊韌度)方面的要求。
(1)嚴(yán)格控制硫和磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
新標(biāo)準(zhǔn)中8.8～12.9級(jí)的S和P質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.025%。
(2)嚴(yán)格控制脫碳層。
脫碳層是影響緊固件質(zhì)量和材料使用的重要指標(biāo)。GB/T3098.1規(guī)定:螺紋全脫碳層的深度不得大于0.015mm，8.8和9.8級(jí)螺紋未脫碳層的高度為1/2牙高，10.9級(jí)為1/3牙高，12.9級(jí)為1/4牙高。
(3)嚴(yán)格控制非金屬夾雜物。
非金屬夾雜物是造成冷鐓開(kāi)裂的主要原因之一，C類(lèi)(硅酸鹽)和D類(lèi)(球狀氧化物)夾雜物的影響更大。顆粒愈大愈易開(kāi)裂，在距表面2mm以內(nèi)的夾雜物不應(yīng)大于0.15μm。對(duì)于高強(qiáng)度緊固件材料，要求硅酸鹽夾雜物不大于0.5級(jí)，球狀氧化物夾雜物不大于1級(jí)。材料控制主要缺陷:冷鐓鋼的錠型偏析，材料及退火過(guò)程中的表面脫碳，冷鐓裂縫，調(diào)質(zhì)中的淬火開(kāi)裂和變形。
螺栓用鋼材是碳素鋼和為增加強(qiáng)度、淬透性而添加鉻、鉬、鎳、錳等合金元素的合金鋼，以及耐蝕為主的不銹鋼等，此外，還有添加微量硼使淬透性大幅度提高的硼鋼。20MnTiB，ML20MnTiB，10B21和10B23硼鋼可制造9.8級(jí)、10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓。采用的熱處理方法是:高溫淬火、快速冷卻以獲得低碳馬氏體，再進(jìn)行中溫回火，可以滿足螺栓的服役條件。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的鋼種20MnTiB主要用于鋼結(jié)構(gòu)連接件，現(xiàn)主要用于10.9級(jí)車(chē)橋輪胎螺栓、螺母及差速器螺栓。但螺栓實(shí)物質(zhì)量和新標(biāo)準(zhǔn)的要求還有一定的差距，需要進(jìn)行成分調(diào)整。比如，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.003%，但20MnTiB鋼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0035%，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。還有，20MnTiB鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)未達(dá)到0.22%以上，不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)提高淬硬性的要求。
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