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用于制作螺栓和螺絲的不銹鋼和耐熱鋼的開發

中國產業競爭情報網  2015-06-11  瀏覽:


  不銹鋼和耐熱鋼螺栓及螺絲可用于對耐蝕性和耐熱性有要求的零部件的連接,由于它們通常暴露在各種各樣的環境中,因此按照螺栓使用要求特性的不同,開發了各種螺栓制作材料。近年來,從環保技術開發和免維修化的觀點出發,使用不銹鋼制作這些連接部件的量迅速擴大。這些連接部件一般使用線材制作,螺栓頭部采用冷鍛壓,螺紋部采用滾壓成形。對于制作材料,除了要求強度和耐蝕性外,對冷加工性的要求很高。另外,由于合金元素價格高漲的影響,使用的材質已從含鎳的奧氏體系不銹鋼向節省鎳的鐵素體系不銹鋼轉變。


  作為制作螺絲用的不銹鋼,主要使用加工硬化小的鐵素體系不銹鋼(SUS430)、鍛壓性良好具有淬火硬化性的13Cr系馬氏體不銹鋼(SUS410)和加工硬化性小的高Ni系或高Cu系奧氏體不銹鋼(SUS305、SUSXM7)等。表1示出螺栓和螺絲用不銹鋼的主要成分。這些不銹鋼可按照使用環境的不同分為以下幾種。


  1、馬氏體系不銹鋼


  如果是在辦公室和家庭等環境下使用的螺絲,可以使用硬度高的SUS410等馬氏體系不銹鋼作為制作材料。如果是對硬度要求很高的螺絲,可以使用新開發的YUS550等鋼種,該鋼種添加了N和Mo,耐蝕性高,與SUS304相同,通過熱處理后維格硬度達到550Hv左右,可用于制作自攻螺絲和高強度螺釘等。


  2、鐵素體系不銹鋼


  如果即使在室內環境中對可靠性要求也高的情況下,可以使用以SUS430為代表的鐵素體系不銹鋼作為制作材料,它還可以用于制作對成形性和耐蝕性有適度要求的汽車用螺絲。但是,由于SUS304的強度不如奧氏體系不銹鋼,且耐蝕性差,因此開發了提高耐蝕性的鋼種。LAK51和LAK52都是低C、低N鋼,可以減小變形阻抗,且由于添加了Nb元素,增加了Mo和Cr含量,因此提高了耐蝕性,其耐蝕性與SUSXM7相同,并具有很高的冷加工性,可用于制作地腳螺栓和和汽車外裝飾用的小螺絲等。另一方面,新開發的LAK53由于具有鐵素體+馬氏體的雙相組織,不僅提高了強度,而且耐蝕性接近SUSXM7,已研究了在螺絲制作方面的應用。鐵素體系不銹鋼由于不受鎳等合金元素的影響,因此可以認為其應用范圍還將進一步擴大。


  3、奧氏體系不銹鋼


  普通奧氏體系不銹鋼因耐蝕性和成形性的不同,可以分別使用SUS304、SUS316或SUSXM7來制作螺絲。可用于冷鍛壓的SUSXM7由于盡量減少C和N的含量,因此可以降低變形阻抗,延長鍛模具的使用壽命,從而降低制作成本。另外,還開發了添加Cu,增加Ni含量來降低加工硬化性,減小變形阻抗的鋼種。最近,還開發了能在海水中長時間使用的超高氮含量的奧氏體系不銹鋼DSN9和DSN-PN,其耐蝕性與超級不銹鋼相同,采用冷加工能獲得高強度,它有望用于螺栓和螺絲的制作。


  4、析出硬化系不銹鋼


  如果即使在室內環境中對可靠性和強度也有很高要求的情況下,可以使用析出硬化系不銹鋼的SUS630作為螺栓的制作材質。如果從固溶化處理后的最大時效來看,由于強度超過1000MPa時抗拉強度和韌性沒了,尤其是由于延遲斷裂和應力腐蝕敏感性強,因此通常可以在過時效狀態下使用。雖然它已發展到用于制作建筑結構用的10T高強度螺栓,但由于它是采用熱鍛壓制作,制作成本高,因此開發了冷鍛壓用的鋼種SUS630-S。本鋼種在固溶化熱處理后的狀態下的冷加工性高,時效后的強度和耐蝕性與SUS630相同。


  5、耐熱鋼


  SUS410等馬氏體系耐熱鋼從相變點來看,可使用的溫度范圍在500~600℃。如果使用溫度超過此范圍,可使用SUS310等奧氏體系耐熱鋼或SUH660。SUH660可用于制作汽車發動機的排氣岐管和渦輪充電器固定用耐熱螺栓。關于SUH660,進行了降低生產成本的研究,開發了降低Ni含量的DHN660L和ASL116鋼,并應用于實際。另一方面,解決由于存在著與鐵素體系不銹鋼的熱膨脹差而導致螺栓緊固力的下降和使用溫度的上升的問題,開發了DHN660H和HRA261S鋼。

 

 

 

 

中國產業競爭情報網研究成果《耐熱鋼項目可行性研究報告


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