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不锈钢紧固件知识

信息来源于:互联网 发布于:2021-01-15

不锈钢紧固件知识

不锈钢定义

不锈钢通常指具有抵抗空气、水、酸、碱盐或其他介质腐蚀能力的钢。根据合金成分的不同,分别侧重不锈性和耐酸性。有些钢虽然具有不锈性,但不一定耐酸,耐酸钢通常具有不锈性。

不锈钢的分类

1、按组织结构:奥式体不锈钢,马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢;
2、按钢中主要化学成份:铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢、超低碳不锈钢。[用于生产紧固件主要有奥氏体不锈钢,在人们的日常生活中,经常所指的不锈钢也是奥氏体不锈钢]

奥氏体不锈钢的钢种及特性

正常状态下无磁性,冷作加工后略有磁性;在各种温度,均能保持其奥斯田组织,不发生相变,所以不能用热处理使期硬化。但施予冷作加工,可使其硬化,并增加强度。
奥氏体不锈钢主要有以下钢种:

钢种
Grade
国际牌号 化学成份 Chemical Composition(%) 特性 参考标准
C max. Si max. Mn max. P max. S max. Ni Cr Mo Cu
XM7
(302HQ)
06Cr18Ni9Cu3 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 8.5-10.5 17-19 - 3.0-4.0 低碳、低氮、低硫,为304的变形钢种,含铜量较高,易成型,一般用于内六角马车螺钉、自攻打等变形度较高的产品。 JISG4308
304 06Cr19Ni10 0.07 1.00 2.00 0.035 0.03 8.0-11.0 18-20 - - 加工硬化率适中,适于一般的冷间加工及伸抽,冷加工性能较好,普遍用于外六角螺钉、螺母及垫圈等产品。 GB1220
304J3
(304HC)
- 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 8.0-10.5 17-19 - 1.0-3.0 添加铜取代镍,降低钢材之加工硬化率,且可维持较低之导磁性。 JISG4308
304M - 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 8.5-10.0 18-20 - - 中等的加工硬化率,适于一般的冷间加工及伸抽。 JISG4308
316 06Cr17Ni12Mo2 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 10-14 16-18 2.0-3.0 - 加钼,耐腐蚀能力较304强,特别适用于海水及化工介质,有更佳的耐蚀性及耐孔蚀性。 JISG4308

316L
(12Ni)

- 0.03 1.00 2.00 0.045 0.03 12-15 16-18 2.0-3.0 - 低碳,较316更佳的耐蚀性及更佳的冷加工性,尤其耐晶间腐蚀,但成本较高 JISG4308
316L
(10Ni)
022Cr17Ni12Mo2 0.03 1.00 2.00 0.045 0.03 10-14 16-18 2.0-3.0 - ASTM
A 493

从2003年起,因应全世界不锈钢原材料价格高涨,国内市场上出现了一类俗称“低镍”的谦价经济型不锈钢(含镍NI1.5-4.5%的奥氏体200系列不锈钢),价格比304不锈钢低约15%-40%,防腐蚀能力相对较低,展联产品则全为奥氏体304或316不锈钢制品。

钢种
Grade
国际牌号 化学成份 Chemical Composition(%)
C max. Si max. Mn max. P max. S max. Ni Cr N
201¹ 1Cr17Mn6Ni5N 0.15 1 5.5-7.5 0.06 3.5-5.5 16-18 - 0.25
202¹ 1Cr18Mn8Ni5N 0.15 1 7.5-10 0.06 4-6 17-19 - 0.25
201Cu² 无对应标准 0.15 1 7.5-10 0.06 4-6 14-17 2-3  
200Cu³ 无对应标准         1.5-1.8 12-13    

注:1) GB1220-92;
2) 太原钢厂不锈钢盘条技术条件;
3) 根据国内某民营钢厂业务资料。

奥氏体不锈钢的化学成分

组别 化学成份 Chemical Composition(%)
C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu
A1 0.12 1 6.5 0.2 0.15-0.35 16-19 0.7 5-10 1.75-2.25 1),2)
A2 0.1 1 2 0.05 0.03 15-20   8-19 4 3),4)
A3 0.08 1 2 0.045 0.03 17-19   9-12 1  
A4 0.08 1 2 0.045 0.03 16-18.5 2-3 10-15 1 4),5)
A5 0.08 1 2 0.045 0.03 16-18.5 2-3 10.5-14 1 5)

注:1)如镍含量低于8%,侧锰的最小含量必须为5%。
2)如镍含量大于8%,对铜的最小含量不予限制。
3)如铬含量低于17%,则镍的最小含量为12%。
4)对最大含碳量达到0.03%的奥式体不锈钢,氮含量最高可达到0.22%。
5)对较大直径的产品,为达到规定的机械性能,在制造者的说明书中,可能有较高的含碳量,但对奥氏体钢不应超过0.12%。

奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能 (标准:ISO 3506,GB/T3098.6)

类别 组别 特性 性能等级 螺纹直径 抗拉强度
min N/mm²
规定非比例伸长应力
min N/㎜²
断后伸长量
min N/㎜²
奥氏体 A1、A2、A3、A4、A5 50 ≤M39 500 210

0.6d

冷加工 70 ≤M24 700 450 0.4d
高强度 80 ≤M24 800 600 0.3d

奥氏体钢螺栓和螺的破坏扭矩M1.6-M16(粗牙螺纹) (标准:ISO 3506,GB/T3098.6)

螺纹 破坏扭矩M .N.m
性能等级
M1.6 50 70 80
M2 0.15 0.20 0.25
M2.5 0.30 0.40 0.48
M3 0.60 0.90 0.96
M4 1.10 1.60 1.80
M5 2.70 3.80 4.30
M6 5.50 7.80 8.80
M7 9.30 13.00 15.00
M8 23.00 32.00 37.00
M10 46.00 65.00 74.00
M12 80.00 110.00 130.00
M16 210.00 290.00 330.00

奥氏体不锈钢高温下的机械性能和低温下的适用性) (标准:ISO 3506,GB/T3098.6)

如果螺栓,螺钉或螺柱经过计算认为是合适的,则想匹配的螺母也会符合要求。(以下数据仅是指导性的)
1、高温下的机械性能:
高温下的机械性能:
高温下的屈服点和规定的非比例伸长应力的数值与在室温下的值之比(用%表示),见表1:
表1 受温度影响

钢组  
温度
+100℃ +200℃ +300℃ +400℃
A2,A4 85 80 75 70
注:仅适用于性能等级70和80

2、低温下的适用性:
低温下的不锈钢螺栓,螺钉和螺柱的适用性,见表2
表2 低温下不锈钢螺栓,螺钉和螺柱的适用性(仅对奥式体钢)

钢组 持续工作状态下,工作温度的较低极限
A2 -200℃
A4 螺栓和螺钉 -60℃
螺柱 -200℃
1)鉴于合金元素Mo降低奥式体刚的稳定性,如果在紧固件的制造过程中高度变形,该临界温度可调整到较高的数值。

奥氏不锈钢的磁性(标准:ISO 3506 GB/T 3098.6)

所有奥氏体不锈钢紧固件,通常是无磁的;经冷加工后,有些磁性可能是明显的。
各种材料被磁化能力的特性,也适用于不锈钢。只有在真空状态下才有可能完全无磁。磁场中材料的磁导率的测量是相对于材料在真空中的导磁率μr而言。如果μr接近于1,则该材料具有低的导磁率。
例如:
A2:μr≈1.8 A4:μr≈1.015 A4L:μr≈1.005 F1:μr≈5
磁性的强弱与钢材的合金成分密切相关: 磁性公式:MD30=551-462x(C+N)-9.2xSi-8.1xMn-13.7xCr-29x(Ni+Cu)-18.5xMo此值俞小磁性俞小。

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