高强螺丝是general-purpose的基础,制造高强螺丝的材料有钢、不锈钢、钛合金和有色金属。在高强螺丝中使用最多。螺栓的力学性能在很大程度上取决于用于制造高强螺丝的材料的质量。长期以来,由于高强螺丝的失效和损坏造成的事故发生率很高,因此必须严格选择用于制造高强螺丝的材料。在未来很长一段时间内,高强螺丝材料选用，高强螺丝仍然以钢材为主。
高强螺丝必须根据国家选择2011年10月1日正式实施的"高强螺丝机械性能螺栓,螺丝和螺柱"国标/t3098.1-2010标准(新标准);注意高强螺丝的机械性能,特别是拉伸强度的要求;同时,根据产品的服务环境和客户的具体要求,包括对材料耐腐蚀性工作条件的要求,所需的工作温度为热材料电阻(高温强度、抗氧化性)和低温冷脆(低温冲击韧性)。
(1)严格控制硫磷质量分数。
新标准8.8~12.9中的S和p的质量分数不大于0.025%。现有的gb/t699和gb/t3077在"优质钢材"规定的S、p质量分数不能满足新标准的要求,但gb/t3077在"高品质钢"和"超优质钢"的要求满足新标准,gb/t699"超高品质钢材"能满足新标准的要求。
(2)严格控制脱碳层。
脱碳层是影响高强螺丝质量和材料使用的重要指标。国标/t3098.1规定:螺纹总脱碳层的深度不得大于0.015mm,8.8和9.8级螺纹的碳层高度为1/2齿高,10.9为1/3齿高,12.9为1/4。
(3)严格控制非金属夹杂物。
非金属夹杂是引起冷镦开裂的主要原因之一,C型(硅酸盐)和D型(球形氧化物)夹杂的影响较大。颗粒越大,裂纹越容易开裂,2mm以内的夹杂物不应大于0.15μm。对于高强度高强螺丝材料,硅酸盐夹杂物的要求不大于0.5级,球形氧化物夹杂不大于1。材料控制主要缺陷:冷镦钢锭型偏析、材料和退火过程中的表面脱碳、淬火和回火质量的淬火裂纹、淬裂和变形。
高强螺丝材料选用
钢螺栓是碳钢,为增加强度,淬透性和铬,钼,镍,锰等合金元素的合金钢,以及耐腐蚀的不锈钢,此外,还有添加微硼显著提高了硼钢的淬透性。20MnTiB、Ml20mntib、10b21和10b23硼钢可生产9.8和10.9级高强度螺栓。热处理方法是:高温淬火,快速冷却获得低碳马氏体,然后中温回火,能满足螺栓的使用条件。我们自主研发的钢级20MnTiB主要用于连接,主要用于10.9级车轴轮胎螺栓、螺母和差速器螺栓。然而,螺栓的质量与新标准的要求之间存在一定的差距,需要进行调整。例如,新的标准规定,b的最大质量分数是0.003%,但b最大质量分数的20MnTiB钢是0.0035%,超过标准规格。另外,20MnTiB钢的碳质量还没有达到0.22%以上,不能满足新的标准来提高硬化要求。
