1、中碳素鋼ML35、35或SRWCH35K,對大于16mm8.8級的螺栓就淬不透,而改用45鋼后就容易解決? 通常8.8級螺栓用ML35、35或SRWCH35K制造,當(dāng)截面大小不同時(shí),由于淬透程度不同,雖然采用同一調(diào)質(zhì)工藝,其力學(xué)性能卻不盡一致。螺栓鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,馬氏體硬度越高。對于整個(gè)截面受力的螺栓淬火后,體積分?jǐn)?shù)要求獲得約90%的馬氏體組織,表明試樣臨界直徑全部淬透,淬透程度越高,調(diào)質(zhì)后屈強(qiáng)比也越大。屈強(qiáng)比的增大意味著能達(dá)到所需要的機(jī)械性能;否則就是沒淬透,淬透程度越差,機(jī)械性能也越差,將影響最終質(zhì)量。
緊固件 碳對淬透性具有強(qiáng)烈的影響,在C≤0.35%時(shí)對淬透性的貢獻(xiàn)與錳相當(dāng);當(dāng)碳含量為0.37%時(shí),鋼的淬透性剛好滿足技術(shù)條件的要求。當(dāng)C≤0.40%時(shí),每提高0.10%,HRC硬度值可提高6HRC。鋼中的碳含量由0.32%提高至0.40%,距淬火段距離J7.5mm的HRC提高了約8HRC,達(dá)56HRC,硬度值隨碳含量增加而增加。 我們常用淬火硬度控制熱處理質(zhì)量就是這個(gè)道理。但是對于45鋼,由于淬透性較低,只適合尺寸小于20mm的高強(qiáng)度螺栓。多年來,許多企業(yè)對截面直徑在22~27mm的螺栓也采用45鋼,而調(diào)質(zhì)處理恰恰忽略了淬透性這個(gè)最重要的質(zhì)量特性。由于截面尺寸效應(yīng),螺栓尺寸越大淬火后硬度越低,淬硬層越淺,金相組織表層則有大量針狀和板條狀馬氏體,而心部依然是鐵素體加珠光體組織,這時(shí)高強(qiáng)度螺栓的綜合力學(xué)性能也越低。尺寸大于30mm時(shí)表面甚至無法得到馬氏體組織。
2、高強(qiáng)度螺栓在輸電鐵塔上的應(yīng)用,有何要求? 高強(qiáng)鋼將在輸電線路上大量采用,與高強(qiáng)鋼相匹配的高強(qiáng)度螺栓選型問題是供應(yīng)商關(guān)心和討論的問題之一。這一問題主要包括桿件的孔壁承壓和高強(qiáng)螺栓抗剪切2個(gè)方面。 輸電鐵塔上采用的高強(qiáng)螺栓和土建結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)中使用的高強(qiáng)螺栓不同,其采用的是高強(qiáng)度粗制螺栓,其強(qiáng)度滿足相應(yīng)的級別(8.8級及以上),但加工標(biāo)準(zhǔn)還是大六角頭螺栓(GB/T5780),其受剪、受拉的計(jì)算也仍然采用普通螺栓的計(jì)算公式。通常計(jì)算和選用螺栓規(guī)格時(shí),原則上在滿足受力要求和螺栓間距布置的前提下,盡量采用小直徑的螺栓;在滿足強(qiáng)度要求的前提下,盡量采用低級別的螺栓。 對于使用Q345、Q390及以上高強(qiáng)鋼的構(gòu)件,對于小規(guī)格的角鋼,6.8級螺栓較為合適;對于大規(guī)格角鋼,8.8級螺栓規(guī)格經(jīng)濟(jì)較為合適。不推薦使用10.9級螺栓,節(jié)點(diǎn)板建議采用等強(qiáng)度鋼板。Q420高強(qiáng)鋼用在受力較大的部位,且接頭螺栓大部分處于雙剪狀態(tài)。 由于10.9級螺栓在酸洗除銹時(shí)容易造成氫脆斷裂,且缺乏成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),建議不采用10.9級螺栓。4.8級螺栓和6.8級螺栓價(jià)格差別不大,而且1個(gè)6.8級螺栓可以解決許多受力不大的輔助材料的實(shí)際問題,卻要用2個(gè)4.8級螺栓才能解決。因此,在鐵塔中螺栓M16和M20采用6.8級熱浸鋅螺栓,M24螺栓宜采用8.8級熱浸鋅螺栓,以減少節(jié)點(diǎn)板,減輕塔重。
3、選用硼鋼能生產(chǎn)高強(qiáng)度螺栓嗎?制造10.9級高強(qiáng)度螺栓應(yīng)注意哪方面? 含硼鋼是以錳和硼為基礎(chǔ)代替鉻鋼或鎳鋼的低合金鋼。硼元素作為合金元素加入鋼中,只要有0.001%~0.002%就能顯著提高淬透性,增大鋼材的可淬透尺寸,提高淬火后鋼材截面內(nèi)組織和性能的均勻性。 冷鐓用鋼一直采用中碳鋼或低合金鋼,這些鋼變形性能差(需球化退火預(yù)處理和中間軟化退火),且機(jī)械性能差、脫碳嚴(yán)重。而降低碳含量,提高冷鐓變形能力,加硼以提高降碳而損失的淬透性,這就是使用硼鋼的基本意義。 含硼鋼是以微量的硼代替數(shù)量較多的其它合金元素,因此,與淬透性水平相當(dāng)?shù)钠渌辖痄撓啾?,合金總含量低,高溫變形抗力小,容易塑性變形?/span> 應(yīng)注意: ①熱加工對硼在固態(tài)鋼中的各種存在形態(tài)之間的變化影響是最大,當(dāng)鋼中硼元素含量超過0.003%時(shí),在晶界出現(xiàn)低熔點(diǎn)的Fe-C-B三元共晶,則產(chǎn)生熱脆性而使熱加工性能變壞;②硼的主要作用是提高淬透性,因此必須保證固溶硼的含量在一個(gè)合適范圍,大于0.001%,以免損害淬透性,另外,硼能否起到應(yīng)有的作用,在很大的程度上取決于熱處理制度的選擇和操作情況; ③淬火溫度應(yīng)根據(jù)鋼的含硼量、化學(xué)成分和淬火前硼的狀態(tài)等條件來選擇,而不應(yīng)固定不變,熱處理制度中回火溫度降低,會(huì)加大含硼鋼螺栓的延遲斷裂傾向。許多研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還證明,含硼鋼在淬火前增加正火極有好處,可以消除或減少硼相,改善含硼鋼淬火、回火后的性能。 10B21、10B28、10B33、20MnTiB及ML20MnTiB在螺栓中使用量最多,螺栓最終的力學(xué)性能由制造緊固件的材料品質(zhì)所決定,而10B21、20MnTiB和ML20MnTiB含碳量下限均低于0.20%,不能滿足標(biāo)準(zhǔn)對材料的要求;當(dāng)螺栓強(qiáng)度≥1040MPa、硬度在33~39HRC的要求時(shí),是靠降低回火溫度達(dá)到的,當(dāng)采用425℃再回火溫度試驗(yàn)后硬度和強(qiáng)度均下降,不能滿足標(biāo)準(zhǔn)中的最低回火溫度的性能要求。生產(chǎn)實(shí)踐可以看出,螺栓的機(jī)械性能,不但取決于熱處理工藝和金相組織,更重要的是應(yīng)具有良好的化學(xué)成分配合。 4、有何方法洗凈緊固件表面的殘油? 談不上清洗好方法,主要是針對冷鐓加工或切削加工時(shí)緊固件表面附著的冷卻油殘油、熱處理油中淬火后緊固件表面殘油的清洗。 ①堿水清洗法 最簡單的堿水清洗是直接加熱或間接加熱式的清洗槽,清洗液是3%~10%的N2CO3或NaOH水溶液。對滲碳或碳氮共滲的自攻螺釘,回火前的中間清洗多用加熱到50~70℃的5%~10%的碳酸鈉溶液。連接式網(wǎng)帶爐即屬于此類。緊固件清洗一般采用噴淋和浸入雙重方式,若用熱水沖洗效果更好,最后利用高壓氣流進(jìn)行干燥。堿水清洗方法最主要缺點(diǎn)是清洗效果不太好,尤其是緊固件的盲孔和凹槽部易有污斑和殘留物。對于堿水清洗產(chǎn)生的廢水必須進(jìn)行中和處理,并回收廢油,達(dá)到相關(guān)環(huán)保要求方可排放。 ②金屬清洗劑清洗方法 為克服堿水清洗方法的缺點(diǎn),提高清洗效果,目前可采用專用金屬清洗劑,將清洗劑在40~70℃的水中稀釋成1%~3%溶液,將緊固件在溶液中浸泡15~20min,然后用熱水漂洗,最后用脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。可加入清洗機(jī)內(nèi)使用。金屬清洗劑清洗方法的缺點(diǎn)是價(jià)格貴,并有難聞的氣味,對緊固件有一定的腐蝕作用,廢水污染環(huán)境,因此,必須對廢水進(jìn)行處理,并回收廢油。 ③有機(jī)溶劑清洗方法 采用三氯乙烷、三氯乙烯等有機(jī)溶劑清洗,清洗效果佳。在常壓下以浸泡或噴淋方式清洗淬火緊固件時(shí),有機(jī)溶劑的揮發(fā)和飛濺污染環(huán)境。為此,應(yīng)用密閉減壓溶劑真空清洗法的全套裝置,利用真空泵把空氣排出,緊固件在沒有空氣情況下和高密度的溶劑蒸汽接觸,進(jìn)一步提高清洗效果,并靠真空蒸餾回收溶劑和油?;厥蘸蟮挠椭腥軇┖坑?0%降至4%以下,低于三氯乙烯環(huán)境衛(wèi)生規(guī)定的50ppm。 ④燃燒脫脂法 冷鐓或機(jī)加工的緊固件在進(jìn)入熱處理工序之前,需要清洗掉表面的油類。為此,可把緊固件在脫脂爐內(nèi)加熱至350~400℃使油份汽化或燃燒,以達(dá)到緊固件去油的目的或表面除磷的效果。燃燒脫脂法僅適用于熱處理前的清洗,也能清洗冷卻油、防銹液等輕質(zhì)、低粘度及低沸點(diǎn)油類。高粘度、高沸點(diǎn)的重質(zhì)淬火油燃燒后會(huì)有大量殘留物和碳黑附著在緊固件表面,達(dá)不到清洗目的。
對于要求表面高度清潔的緊固件如航空螺栓、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓等,目前采用真空或超聲波等高級清洗技術(shù),以代替常用的對大氣臭氧層具有破壞作用的含氯烴類物質(zhì)作為溶劑的清洗方法,可以實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保清洗。
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