用于制作螺栓和螺絲的不銹鋼和耐熱鋼的開發(fā)

不銹鋼和耐熱鋼螺栓及螺絲可用于對(duì)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(huán)境中，因此按照螺栓使用要求特性的不同，開發(fā)了各種螺栓制作材料。近年來，從環(huán)保技術(shù)開發(fā)和免維修化的觀點(diǎn)出發(fā)，使用不銹鋼制作這些連接部件的量迅速擴(kuò)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(duì)于制作材料，除了要求強(qiáng)度和耐蝕性外，對(duì)冷加工性的要求很高。另外，由于合金元素價(jià)格高漲的影響，使用的材質(zhì)已從含鎳的奧氏體系不銹鋼向節(jié)省鎳的鐵素體系不銹鋼轉(zhuǎn)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。這些不銹鋼可按照使用環(huán)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(huán)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(duì)硬度要求很高的螺絲，可以使用新開發(fā)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(dá)到550Hv左右，可用于制作自攻螺絲和高強(qiáng)度螺釘?shù)取?/span>

2、鐵素體系不銹鋼

如果即使在室內(nèi)環(huán)境中對(duì)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(duì)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(qiáng)度不如奧氏體系不銹鋼，且耐蝕性差，因此開發(fā)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(fā)的LAK53由于具有鐵素體+馬氏體的雙相組織，不僅提高了強(qiáng)度，而且耐蝕性接近SUSXM7，已研究了在螺絲制作方面的應(yīng)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(rèn)為其應(yīng)用范圍還將進(jìn)一步擴(kuò)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?？捎糜诶溴憠旱腟USXM7由于盡量減少C和N的含量，因此可以降低變形阻抗，延長(zhǎng)鍛模具的使用壽命，從而降低制作成本。另外，還開發(fā)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(fā)了能在海水中長(zhǎng)時(shí)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(jí)不銹鋼相同，采用冷加工能獲得高強(qiáng)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(nèi)環(huán)境中對(duì)可靠性和強(qiáng)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(zhì)。如果從固溶化處理后的最大時(shí)效來看，由于強(qiáng)度超過1000MPa時(shí)抗拉強(qiáng)度和韌性沒了，尤其是由于延遲斷裂和應(yīng)力腐蝕敏感性強(qiáng)，因此通?？梢栽谶^時(shí)效狀態(tài)下使用。雖然它已發(fā)展到用于制作建筑結(jié)構(gòu)用的10T高強(qiáng)度螺栓，但由于它是采用熱鍛壓制作，制作成本高，因此開發(fā)了冷鍛壓用的鋼種SUS630-S。本鋼種在固溶化熱處理后的狀態(tài)下的冷加工性高，時(shí)效后的強(qiáng)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(diǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)的排氣岐管和渦輪充電器固定用耐熱螺栓。關(guān)于SUH660，進(jìn)行了降低生產(chǎn)成本的研究，開發(fā)了降低Ni含量的DHN660L和ASL116鋼，并應(yīng)用于實(shí)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(dǎo)致螺栓緊固力的下降和使用溫度的上升的問題，開發(fā)了DHN660H和HRA261S鋼。

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