低碳马氏体工艺在高强度螺栓中的应用
发布时间:2008-10-08
发布者: 张力 专家
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一、低碳马氏体工艺技术主要有以下特点:
  ⑴淬火加热温度在Ac3以上(80-120℃)从淬火强化的效果考虑,适当提高淬火加热温度,有利于奥氏体的均匀化,细化晶粒,提高钢的淬透性,缩短加热时间。另外,低碳马氏体淬火强化效果不仅取决于淬火加热温度,而且也取得于紧固件淬火时的温度。
  
  ⑵采用激冷、深冷的强烈淬火冷却方法。低碳钢或低碳合金钢的强烈淬火(5%-10%NaCl溶液淬火或PAG水溶液)后可获得低碳马氏体。低碳、低合金结构钢采用强烈淬火不会产生淬火裂纹。而低碳中、高合金钢由于碳当量较高(>0.45%)淬火冷却时应采用适当的冷却方法和冷却介质。如:水-空、水-油或油冷。
  
  ⑶低碳马氏体淬火后可不经回火而直接使用。

  ⑷紧固件截面尺寸越大,淬火后硬度越高,不同尺寸钢材经淬火后的硬度见表1。

表1 不同尺寸钢材淬火后的硬度


截面尺寸/mm

淬火后硬度/HRC

<20

38-42

20-30

40-45

30-50

44-48

>50

48-53

  应用低碳马氏体技术,不仅可以显著提高紧固件的力学性能,延长紧固件使用寿命,而且可以显著节约钢材、节省能源和资源,有利于保护环境。

二、低碳马氏体技术在高强度螺栓中的应用
  随着我国国民经济建设的高速发展,汽车工业、机械工程、大型建筑工程和桥梁工程等重点项目越来越多。市场对高强度螺栓的需求以每年40%幅度增长,并朝着高强度(13.9级、14.9级)大规格(50mm以上)方向发展。

  1. 15MnVB钢高强度螺栓在汽车发动机上的应用
  2. 汽车发动机缸盖上的螺栓原设计采用40Cr钢制造,随着发动机马力增加。螺栓最大拉力的设计要求由原来的8t提高到10t以上,40Cr钢已不能满足设计要求。采用15MnVB钢低碳马氏体强化代替40Cr钢制造螺栓,不仅达到设计要求,而且15MnVB钢的冷镦性能好,基本不开裂,生产效率高,废品率低。

  3. 20MnSi钢高强度鱼尾螺栓
  4. 20MnSi钢高强度鱼尾螺栓是铁道无缝线路配套使用的紧固件,它要求高的强度,良好的塑性和韧性,低的缺口偏斜敏感度和较低的冷脆转化温度。经采用20MnSi钢低碳马氏体强化,其螺栓使用寿命比原设计的40B钢螺栓提高1倍。而且20MnSi钢每吨价格比40B钢低260元。

  5. 20钢高强度缸盖螺栓
  6. 缸盖螺栓原采用45钢调质处理,硬度24- 30HRC,淬火时经常发生12%左右的螺栓纵向裂纹而报废,且螺纹易滑牙。改用20钢经910℃*12min加热,淬入盐水,200℃*2h回火,表面硬度40-43HRC,心部硬度为30-35HRC。在最大装配旋紧扭力下,轴向延伸均≤0.09%,而调质状态45钢一般为0.16%,寿命比45钢提高35%-40%,热处理合格率100%。

  7. 20MnTiB钢12.9级高强度螺栓

  某建筑工程用M60大规格12.9级高强度螺栓,原采用42CrMo钢制造,但综合力学性能不合格,特别是塑性、韧性较低。经过技术攻关后采用20MnTiB钢,经低碳马氏体强烈淬火,低温回火后,综合力学性能符合技术要求。不仅强度高,而且塑性、韧性也好,充分发挥了低碳马氏体的高强韧性特点。

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评论者:网友
低碳合金钢的强度、韧性没问题,但延迟断裂性能、疲劳强度、耐环境腐蚀怎样? 美国通用公司马1977年曾因设计采用低碳硼钢制造的高强度螺栓(12.9)断裂,导到640万辆车召回,损失5000~7000万美元.
2008-11-08
评论者:网友
有些内容是不正确的
2008-10-31
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