不鏽鋼和耐熱鋼螺栓螺絲用材料的開發

不鏽鋼    時間:2014-03-12 11:03:30
不鏽鋼和耐熱鋼螺栓螺絲用材料的開發簡介
不鏽鋼和耐熱鋼螺栓及螺絲可用於對耐蝕性和耐熱性有要求的零部件的連接,由於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,新日鐵公司開發……
不鏽鋼和耐熱鋼螺栓螺絲用材料的開發正文

不鏽鋼和耐熱鋼螺栓及螺絲可用於對耐蝕性和耐熱性有要求的零部件的連接,由於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,新日鐵公司開發了各種螺栓製作材料。

作為製作螺絲用的不鏽鋼,主要使用加工硬化小的鐵素體系不鏽鋼(SUS430)、鍛壓性良好具有淬火硬化性的13Cr系馬氏體不鏽鋼(SUS410)和加工硬化性小的高Ni系或高Cu系奧氏體不鏽鋼(SUS305、SUSXM7)等。這些不鏽鋼按照使用環境的不同分為以下幾種。

(1)馬氏體系不鏽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等馬氏體系不鏽鋼作為製作材料。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,可用於製作自攻螺絲和高強度螺釘等。

(2)鐵素體系不鏽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鏽鋼作為製作材料,它還可以用於製作對成形性和耐蝕性有適度要求的汽車用螺絲。但是,由於SUS304的強度不如奧氏體系不鏽鋼,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,且由於添加了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,並具有很高的冷加工性,可用於製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由於具有鐵素體+馬氏體的雙相組織,不僅提高了強度,而且耐蝕性接近SUSXM7,已研究了在螺絲製作方面的應用。鐵素體系不鏽鋼由於不受鎳等合金元素的影響,因此可以認為其應用範圍還將進一步擴大。

(3)奧氏體系不鏽鋼普通奧氏體系不鏽鋼因耐蝕性和成形性的不同,可以分別使用SUS304、SUS316或SUSXM7來製作螺絲。可用於冷鍛壓的SUSXM7由於盡量減少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,從而降低製作成本。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鏽鋼DSN9和DSN-PN,其耐蝕性與超級不鏽鋼相同,採用冷加工能獲得高強度,它有望用於螺栓和螺絲的製作。

(4)析出硬化系不鏽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鏽鋼的SUS630作為螺栓的製作材質。如果從固溶化處理后的最大時效來看,由於強度超過1000MPa時抗拉強度和韌性沒了,尤其是由於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。雖然它已發展到用於製作建築結構用的10T高強度螺栓,但由於它是採用熱鍛壓製作,製作成本高,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,可使用的溫度範圍在500~600℃。如果使用溫度超過此範圍,可使用SUS310等奧氏體系耐熱鋼或SUH660。SUH660可用於製作汽車發動機的排氣岐管和渦輪充電器固定用耐熱螺栓。關於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,並應用於實際。另一方面,解決由於存在著與鐵素體系不鏽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。

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