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用于制作螺栓和螺丝的耐热钢和不锈钢的开发

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用于制作螺栓和螺丝的耐热钢和不锈钢的开发

发布日期:2018-01-09 作者:冬至 点击:

   不锈钢和耐热钢螺栓及螺丝可用于对耐蚀性和耐热性有要求的零部件的连接,由于它们通常暴露在各种各样的环境中,因此按照螺栓使用要求特性的不同,开发了各种螺栓制作材料。近年来,从环保技术开发和免维修化的观点出发,使用不锈钢制作这些连接部件的量迅速扩大。这些连接部件一般使用线材制作,螺栓头部采用冷锻压,螺纹部采用滚压成形。对于制作材料,除了要求强度和耐蚀性外,对冷加工性的要求很高。另外,由于合金元素价格高涨的影响,使用的材质已从含镍的奥氏体系不锈钢向节省镍的铁素体系不锈钢转变。

    作为制作螺丝用的不锈钢,主要使用加工硬化小的铁素体系不锈钢(SUS430)、锻压性良好具有淬火硬化性的13Cr系马氏体不锈钢(SUS410)和加工硬化性小的高Ni系或高Cu系奥氏体不锈钢(SUS305、SUSXM7)等。表1示出螺栓和螺丝用不锈钢的主要成分。这些不锈钢可按照使用环境的不同分为以下几种。

 1、铁素体系不锈钢

    一方面,宁波非标螺丝新开发的LAK53由于具有铁素体+马氏体的双相组织,不仅提高了强度,而且耐蚀性接近SUSXM7,已研究了在螺丝制作方面的应用。铁素体系不锈钢由于不受镍等合金元素的影响,因此可以认为其应用范围还将进一步扩大。另一方面,如果即使在室内环境中对可靠性要求也高的情况下,可以使用以SUS430为代表的铁素体系不锈钢作为制作材料,它还可以用于制作对成形性和耐蚀性有适度要求的汽车用螺丝。但是,由于SUS304的强度不如奥氏体系不锈钢,且耐蚀性差,因此开发了提高耐蚀性的钢种。LAK51和LAK52都是低C、低N钢,可以减小变形阻抗,且由于添加了Nb元素,增加了Mo和Cr含量,因此提高了耐蚀性,其耐蚀性与SUSXM7相同,并具有很高的冷加工性,可用于制作地脚螺栓和和汽车外装饰用的小螺丝等。

2、马氏体系不锈钢

  如果是在办公室和家庭等环境下使用的螺丝,可以使用硬度高的SUS410等马氏体系不锈钢作为制作材料。如果是对硬度要求很高的螺丝,可以使用新开发的YUS550等钢种,该钢种添加了N和Mo,耐蚀性高,与SUS304相同,通过热处理后维格硬度达到550Hv左右,可用于制作自攻螺丝和高强度螺钉等。

3、析出硬化系不锈钢

    如果即使在室内环境中对可靠性和强度也有很高要求的情况下,可以使用析出硬化系不锈钢的SUS630作为螺栓的制作材质。如果从固溶化处理后的最大时效来看,由于强度超过1000MPa时抗拉强度和韧性没了,尤其是由于延迟断裂和应力腐蚀敏感性强,因此通常可以在过时效状态下使用。虽然它已发展到用于制作建筑结构用的10T高强度螺栓,但由于它是采用热锻压制作,制作成本高,因此开发了冷锻压用的钢种SUS630-S。本钢种在固溶化热处理后的状态下的冷加工性高,时效后的强度和耐蚀性与SUS630相同。

4、奥氏体系不锈钢

    普通奥氏体系不锈钢因耐蚀性和成形性的不同,可以分别使用SUS304、SUS316或SUSXM7来制作螺丝。美女销魂可用于冷锻压的SUSXM7由于尽量减少C和N的含量,因此可以降低变形阻抗,延长锻模具的使用寿命,从而降低制作成本。另外,还开发了添加Cu,增加Ni含量来降低加工硬化性,减小变形阻抗的钢种。最近,还开发了能在海水中长时间使用的超高氮含量的奥氏体系不锈钢DSN9和DSN-PN,其耐蚀性与超级不锈钢相同,采用冷加工能获得高强度,它有望用于螺栓和螺丝的制作。

5、耐热钢

  SUS410等马氏体系耐热钢从相变点来看,可使用的温度范围在500~600℃。如果使用温度超过此范围,可使用SUS310等奥氏体系耐热钢或SUH660。SUH660可用于制作汽车发动机的排气岐管和涡轮充电器固定用耐热螺栓。关于SUH660,进行了降低生产成本的研究,开发了降低Ni含量的DHN660L和ASL116钢,美女销魂并应用于实际。另一方面,解决由于存在着与铁素体系不锈钢的热膨胀差而导致螺栓紧固力的下降和使用温度的上升的问题,开发了DHN660H和HRA261S钢。

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