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20MnTiB、ML20MnTiB、10B21\10B23硼钢高强度螺栓钢材料
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-06-12
螺栓用钢材是碳素钢和为增加强度、淬透性而添加铬、钼、镍、锰等合金元素的合金钢，以及耐蚀为主的不锈钢等，此外，还有添加微量硼使淬透性大幅度提高的硼钢。20MnTiB，ML20MnTiB，10B21 和 10B23 硼钢可制造 9.8 级、10.9 级高强度螺栓。
紧固件是一种通用基础件，制造紧固件的材料主要有钢、不锈钢、钛合金和有色金属等。螺栓在紧固件中使用量最多。螺栓的力学性能很大程度上取决于制造紧固件材料的质量。长期以来，由紧固件的失效和损坏引起事故的概率非常高，因此，用于制造紧固件的材料必须严格选择。在未来较长时间内，紧固件仍以钢铁材料为主。
选用紧固件材料必须依据国家于 2011 年 10 月 1 日正式实施的《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1—2010标准（简称新标准）; 注重紧固件材料机械性能方面，尤其是抗拉强度方面的要求; 同时依据产品的服役环境和客户的具体要求，包括工况条件对材料的抗腐蚀性能方面的要求，工作温度对材料的耐热性能(高温强度、抗氧化性能) 和低温冷脆性(低温冲击韧度) 方面的要求。
（1）严格控制硫和磷质量分数。
新标准中 8.8～12.9级的S 和 P 质量分数不大于 0.025% 。现有的 GB / T 699和 GB/T 3077 中的“优质钢”规定的 S，P 质量分数已不能满足新标准的要求，但 GB/T 3077 中的“高级优质钢”和“特级优质钢”满足新标准的要求，GB / T 699 中“特级优质钢”可以满足新标准的要求。
（2）严格控制脱碳层。
脱碳层是影响紧固件质量和材料使用的重要指标。GB/T 3098.1 规定: 螺纹全脱碳层的深度不得大于 0.015 mm，8.8 和 9.8级螺纹未脱碳层的高度为 1/2 牙高，10.9 级为 1/3牙高，12.9 级为 1/4 牙高。
（3）严格控制非金属夹杂物。
非金属夹杂物是造成冷镦开裂的主要原因之一，C 类(硅酸盐) 和 D 类(球状氧化物) 夹杂物的影响更大。颗粒愈大愈易开裂，在距表面 2mm以内的夹杂物不应大于 0.15 μm。对于高强度紧固件材料，要求硅酸盐夹杂物不大于 0.5 级，球状氧化物夹杂物不大于 1 级。材料控制主要缺陷: 冷镦钢的锭型偏析，材料及退火过程中的表面脱碳，冷镦裂缝，调质中的淬火开裂和变形。
螺栓用钢材是碳素钢和为增加强度、淬透性而添加铬、钼、镍、锰等合金元素的合金钢，以及耐蚀为主的不锈钢等，此外，还有添加微量硼使淬透性大幅度提高的硼钢。20MnTiB，ML20MnTiB，10B21 和 10B23 硼钢可制造 9.8 级、10.9 级高强度螺栓。采用的热处理方法是: 高温淬火、快速冷却以获得低碳马氏体，再进行中温回火，可以满足螺栓的服役条件。我国自主开发的钢种 20MnTiB 主要用于钢结构连接件，现主要用于 10.9 级车桥轮胎螺栓、螺母及差速器螺栓。但螺栓实物质量和新标准的要求还有一定的差距，需要进行成分调整。比如，新标准规定 B 最大质量分数为 0.003%，但20MnTiB钢的B最大质量分数为0.0035% ，超过标准规定。还有，20MnTiB 钢的碳质量分数未达到 0.22% 以上，不能满足新标准提高淬硬性的要求。
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