紧固件常用材料

紧固件常用材料前言:绝大多数紧固件材料为钢材，作为一名在紧固件行业工作的人员，有必要了解其中的变化、区分及应用。现在我们常用的材料标准件有：ISO(国际性的)、GB(中国)、DIN(德国)、AISI/SAE(美国)、JIS(日本)。我们主要学习：碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝等。了解它们的组成成分、主要用途、及其应用领域等。紧固件常用材料一、紧固件常用材料：㈠、螺栓等外螺纹用材料1、一些没有机械性能要求的或是ISOClass4.8SAEGrade1-2等低碳钢紧固件，用Q235ASAE1015DINC15足以，根本不要什么热处理，直接冷加工制成，而级别稍高一点的紧固件如：ISOClass6.8SAEGrade3-4则要用含碳量在0.2%以上的钢，如C1020C1022Ml20ML35等，此类螺丝也不需要什么热处理的，冷加工强度完全可以满足要求。实际上含碳量越高，冷成型就越困难，也没有必要为6.8级的螺丝大材小用，特殊情况另当别论了。2、我们最常用的就是ISOClass8.8SAEGrade5的螺丝，一般使用中碳钢，ML35SAE1035DIN35JISSWRCH35K经过热处理(淬火+回火)，也可以使用SAE514040Cr等，合金元素的增加对热处理的淬透性有很大的帮助，所以规格大的螺丝可以选择使用合金钢，不致于用中碳钢导致我们常说的中心部位“淬不透”现象的存在。紧固件常用材料表一、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求紧固件常用材料续表一1）硼的含量可达0.005%，其非有效硼可由添加钛和（或）铝控制。2）这些性能等级允许采用易切制造，其硫，磷及铅的最大含量为：硫0.34%；磷0.11%；铅0.35%。3）为了保证良好的淬透性，螺纹直径超过20mm的紧固件，需采用对10.9级规定的钢。4）含碳量低于0.25%（桶样分析）的低碳合金钢的锰最低含量为：8.8级：0.6%；9.8、10.9和10.9级：0.7%。5）该产品应在性能等级代号下增加一横线标志。10.9级应符合对10.9级规定的所有性能，而较低的顺火温度对其在提讥温度的条件下，将造成不同程度的应力削弱。6）用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保证紧固件螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约90%的马氏体组织。7）合金钢至少应含有以下远素中的一种元素，其最小含量为：铬0.30%；镍0.30%；钼0.20%；钒0.10%8）考虑承受抗拉应力，12.9级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层。9）该化学成分和回火温度尚在调查研究中。紧固件常用材料3、ISOClass9.810.9SAEGrade8则要用低到中合金钢材料，经过热处理(淬火+回火)，用合金材料在材料机械性能方面有一个很好的结合，常用的材料为40Cr35CrMoSAE5140SCM435SAE4135SAE4137JISSCr440(H)DIN41Cr4等，实际上45#也可以达到要求的机械性能，不过在综合机械性能方面要比合金钢稍有逊色。4、ISOClass12.9SATMA574是一个对机械性能要求很高的高强度螺栓，则要用中碳合金钢经过热处理(淬火+回火)，如SCM43535CrMoSAE4137SAE4135DIN34CrMo4，此种高强度螺栓如果表面处理要经过酸洗这一工序时，会产生氢脆现象，所以一定要有去氢这一工序(特别是存在尖角的紧固件)，要不然会死的很惨。㈡、螺母等内螺纹用材料1、没有机械性能要求的或是ISOClass5-6SAEGrade3-4一般用C1010Q235A或C15，不需要热处理，冷加工即可。ISOClass8，SAEGrade5，一般要用Ml35SAE1035DINC35，小规格的螺母不需要热处即可达要求的机械性能，规格大的要经过热处理(淬火+回火)，这点GB3098.2说的很明白了。紧固件常用材料2、ISOClass10，SAEGrade8一般使用中碳钢经过热处理即可达到其强度要求。如SAE1035等中碳钢。有一点是大家必须注意的，螺母和螺栓不同，其受力主要以压缩为主而非伸张，因此螺母的强度不只和材料有关，还和很多因素有关的，包括精度、螺距、螺母内倒角、螺母厚度......㈢、平垫圈用材料1、无机械性能要求的平垫圈一般用角料制造，如Q235A，有硬度要求但不高时可以用较厚板料压延一下达到要求的硬度。弹垫等防松用的垫圈一般用65Mn70#或S50CM—S70CM制造，要经过热处理（淬火+回火）紧固件常用材料表二、螺母（精牙螺纹）的材料技术要求性能等级为05、8（M16的l型螺母）、10和12级螺母应进行淬火并回火处理。紧固件常用材料表三、螺母（细牙螺纹）的材料技术要求性能等级为05、8（l型螺母）、10和12级螺母应进行淬火并回火处理。紧固件常用材料㈣、铆钉、销轴类1、铆钉、销轴类一般用料与螺栓相同，但有些铆钉硬度不可太高，甚至有些要求HRB60以下，一般正常化材料硬度在HRB70-80，因此有些要经过退火才能达到性能要求。2、自攻钉一般用C1018C1020C1022等材料，但国内有些厂家为节约成本，偷工减料，采用18#15#20#更用些厂家用Q235A，然后表面渗碳处理完事，这样制成的自攻钉其心部的韧性达不到要求，易断。3、紧固件除用到以上材料外，还会用不锈钢材料、铜、铝等材料（下面的内容我们会讲解到）㈤、材料其它特殊要求1、假如公司要做用于焊接用的紧固件，电弧焊和气焊一般对材料都没有什么要求的。如果客户用的是点焊，那就要乖乖的用低碳钢做，如果一定要增加强度的话，可以用一些低碳含Mn元素较高的材料。这里只是一个很简单的例子，很多是在实际生产中才能注意到的。紧固件常用材料2、当顾客指定要用某一种牌号的材料时，而公司一时没有这种材料，或这种材料在市场上不易采购，可以了解一下客户此紧固件的用途，在符合机械性能的要求下可以提出书面申请要求代换材料。一些采购客户对紧固件不是很专业，对材料的选择也不一定都为最佳，做为我们专业的紧固件公司，可以给出客户更好的建议，达到利益双收。3、当然紧固件用材料要注意的不止这些，例如材料使用前一定要过时效期，表面锈烂的材料用于制造一些全螺纹紧固件或用于表面需磨制的紧固件，材料中心组织还有缩孔的不要用于制造抛光头螺丝......4、材料应用千变万化，使用需得当。紧固件常用材料二、钢材的分类:㈠、按用途分:(1).结构钢:A.工程构件用钢;B.机器零件用钢:B-1.调质钢;B-2.弹簧钢;B-3.渗碳、氮化钢;B-4.滾动轴承钢。(2).工具钢:A.刃具钢;B.量具钢;C.模具钢:C-1.冷作模具钢;C-2.热作模具钢;(3).特殊性能钢:A.耐蝕钢;B.耐热钢;C.耐磨钢;㈡、按钢的化学成分分(1).碳素钢;(2).合金钢:A.低合金钢(合金元素≦5%);B.中合金钢(合金元素5~10%);C.高合金钢(合金元素≧10%)D.其它如錳钢、鉻钢等。㈢、按碳含量分类:(1).低碳钢(C≦0.25%);(2).中碳钢(C≦0.25~0.6%);(3).高碳钢(C≧0.6%)。紧固件常用材料三、钢材的概述：㈠、低碳钢：又称软钢,含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用於制造链条,铆钉,螺栓,轴等。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带{钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农』机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发i机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不i的机械零件。低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含{在0.15％以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层{度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。紧固件常用材料㈡、中碳钢碳量0.25％～0.60％的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70％～1.20％)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538)，σb为600～1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。紧固件常用材料㈢、高碳钢常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制造。㈣、合金钢1、在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。2、合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。3、合金钢的分类：①、按合金元素含量多少分为低合金钢（含量＜5％），中合金钢（含量5％～10％），高合金钢（含量＞10％）；紧固件常用材料②、按质量分为优质合金钢、特质合金钢；③、按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。4、合金钢中一些合金元素的作用①、钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加，因而增高切削抗力，加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。紧固件常用材料②、对钢的耐蚀性能的影响铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12％左右，在钢的表面便形成致密的铬的氧化物，使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素，能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能，但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织，使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化，提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳，使它生成稳定的碳化物，以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时，可提高钢的耐大气腐蚀性能。紧固件常用材料㈤、不锈钢1、不锈钢简介耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到1.2％左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。紧固件常用材料2、不锈钢通常按基体组织分为①、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。②、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。③、奥氏体-铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。④、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。3、不锈钢的作用不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材