非调质钢是在钢材中加入一定质量分数的一种或多种易切削元素（如硫、磷、铅、钙、锡、硒、碲、钛等），以降低机械加工成本，提高切削质量、减少切削力或在机械加工过程中改善切削处理性能为目的的合金钢。即将修订公布的GB/T3098.1-20XX《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》和GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能螺母 粗牙螺纹》均对使用易切削钢制造紧固件都有所要求，所以需求量还是有一定的市场的。

　　对于紧固件、非标、异型件，需要进行切削加工时，由于易切削钢中加入的易切削元素使切削力减小，同时利用易切削元素本身的特性以及所形成的化合物在切削过程中的润滑作用，使切屑形态较好，容易断屑，且可明显减轻刀具磨损，从而能够减轻紧固件表面粗糙度，提高刀具使用寿命。在紧固件加工过程中，还可以大幅度提高切削用量，降低成本，从而提高生产效率。

　　据初步统计显示，全球易切削钢的年消耗量为400万吨以上。我国从20世纪50年代开始生产硫系易切削钢，1975年审定了易切削钢国家标准GB191-1975，经过先后几次修改于1988年制定了易切削钢国家标准GB8731-1988，该标准包括9种型号的易切削钢。2008年再次进行了修改（GB/T8731-2008），新标准中包括23种型号的易切削钢牌号，修改了原标准中Y12Pb 的成分范围,增加了Y08、Y45、Y15Mn、Y45MnS、Y08Pb等国外常用牌号;并添加了专利中的部分牌号Y08Sn、Y15Sn、Y45Sn、45MnSn和国内 其他厂家正在生产使用的牌号Y08MnS、Y35Mn、Y45Mn、45MnSPb; 还增加了GB/T222中未规定的锡及超出其规定范围的硫元素的成品成分允许偏差。

　　根据加入的易切削元素的不同，易切削钢可分为硫系易切削钢、铅系易切削钢、锡系易切削钢、钙系易切削钢等。

　　表1　硫系易切削钢的牌号及化学成分

牌      号	化学成分      （质量分数 W%）
	C	Si	Mn	P	S
Y08	≤0.09	≤0.15	0.75-1.05	0.04-0.09	0.26-0.35
Y12	0.08-0.16	0.15-0.35	0.70-1.00	0.08-0.15	0.10-0.20
Y15	0.10-0.18	≤0.15	0.80-1.20	0.05-0.10	0.23-0.33
Y20	0.17-0.25	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y30	0.27-0.35	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y35	0.32-0.40	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y45	0.42-0.50	≤0.40	0.70-1.00	≤0.06	0.15-0.25
Y08MnS	≤0.09	≤0.07	1.00-1.50	0.04-0.09	0.32-0.48
Y15Mn	0.14-0.20	≤0.15	1.00-1.50	0.04-0.09	0.08-0.30
Y35Mn	0.32-0.40	≤0.10	0.90-1.35	≤0.04	0.18-0.30
Y40Mn	0.37-0.45	0.15-0.35	1.20-1.55	≤0.05	0.20-0.30
Y45Mn	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.16-0.24
Y45MnS	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.24-0.33

　　表2　铅易切削钢的牌号及化学成分

牌   号	化学成分      （质量分数 W%）
	C	Si	Mn	P	S	Pb
Y08Pb	≤0.09	≤0.15	0.75-1.05	0.04-0.09	0.26-0.35	0.15-0.35
Y12Pb	≤0.15	≤0.15	0.85-1.15	0.04-0.09	0.26-0.35	0.15-0.35
Y15Pb	0.10-0.18	≤0.15	0.80-1.20	0.05-0.10	0.23-0.33	0.15-0.35
45MnSPb	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.24-0.33	0.15-0.35

　　表3　锡系易切削钢的牌号及化学成分

牌     号	化学成分      （质量分数 W%）
	C	Si	Mn	P	S	Sn
Y08Sn	≤0.09	≤0.15	0.75-1.20	0.04-0.09	0.25-0.40	0.09-0.25
Y15Sn	0.13-0.18	≤0.15	0.40-0.70	0.04-0.09	≤0.05	0.09-0.25
Y45Sn	0.40-0.48	≤0.40	0.60-1.00	0.03-0.07	≤0.05	0.09-0.25
45MnSn	0.40-0.48	≤0.40	1.20-1.70	≤0.06	0.20-0.35	0.09-0.25

　　表4　钙系易切削钢牌号与45钢及化学成分

牌    号	化学成分      （质量分数 W%）
	C	Si	Mn	P	S	Ca
Y45Ca	0.42-0.50	0.20-0.40	0.60-0.90	≤0.04	0.04-0.08	0.002-0.006
45	0.42-0.50	0.17-0.37	0.50-0.80	≤0.035	≤0.035	/

　　Y45Ca易切削钢与45钢的化学成分对比见表4。通过两种钢的成分对比可知, Y45Ca易切削钢中加入了钙元素,锰元素的含量有所提高。在钢中加入了钙，能获得比普通钢更紧密的结构。钙与硫结合形成SiCa，可增加易切削钢的强度和韧性。研究表明，由于SiCa化合物阻断了基体的连续性和应力集中源作用，从而使切屑易断，其润滑作用使刀具磨损减小，从而改善了钢材的切削性能，并可提高切削用量，改善紧固件的加工表面粗糙度。

　　45钢经调质后，其显微组织主要为致密、细小、均匀的回火索氏体，而Y45Ca易切削钢的组织主要为铁素体+珠光体，并有细小的碳化物（CaC）沉淀相分布于铁素体中。

　　Y45Ca易切削钢调质处理温度840℃±20℃，油淬（直径16mm以下），水淬（直径≥20mm）,回火温度580℃±20℃，机械性能见表5。

　　表5　Y45Ca易切削钢调质试样的机械性能

牌     号	机械性能 /不小于
	抗拉强度Rm/MPa	下屈服强度ReL/MPa	断后伸长率A/%	断面收缩率Z/%	冲击吸收能量KV2/J
Y45Ca	600	360	16	40	39

　　生产实践证明：从切削力、表面粗糙度、刀具寿命、断屑性能等方面比较Y45Ca易切削钢与45钢具有更好的机械性能和更优异的切削加工性能。

　　总之，易切削钢是经过精密锻造或热轧并控制冷却后即可达到通过调质处理才能获得的良好力学性能的一种高效节能钢材，对紧固件行业使用具有明显的经济效益。

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