宝马|日本螺栓用钢的最新发展( 二 )
1）冷镦性
非调质线材采用通过拉丝加工降低变形阻力的方法 。 轧制材与拉丝材比较如图2 ， 可以看出 ， 虽然拉丝材的抗拉强度高 ， 但变形阻力低 ， 可以认为这是由于鲍辛格效应带来的结果 。
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又如表2所示 ， 非调质线材B比JIS SWRCH45K等传统钢减少了Si和固溶N ， 抑制了加工硬化及动态应变时效导致的强度增高 ， 因此 ， 也可作为降低冷镦时变形阻力的钢材 ， 具有与SWRCH45K球化退火材料同等的模具寿命 ， 见图3 。
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2）线材的强度波动
非调质线材由于轧制后的线材强度直接影响螺栓的强度 ， 因此有必要抑制线材的强度波动 。 为此 ， 不仅需要降低化学成分变化幅度 ， 同时还需要通过在热轧时控制冷却的方法 ， 减少线材的强度波动 。
2.2 10.9级螺栓用硼钢
传统的10.9级螺栓使用JIS SCr440、JIS SCM435等低合金高强钢 ， 为了确保冷镦性 ， 需要在螺栓成型前进行软化热处理 。 而当使用可确保优秀淬透性硼钢的情况下 ， 可减少碳和合金添加量 ， 提高材料的冷镦性 ， 有望省略生产工序 。
但是 ， 传统的硼钢存在着耐延迟破坏性较差的质量层面的问题 ， 以及奥氏体晶粒粗大化引起的韧性下降问题 。 下面介绍10.9级螺栓用硼钢 。
1）冷镦性
冷镦材料的主要合金元素增量有增加变形阻力的倾向 ， 特别是C及Si的影响较大 。 如表3所示 ， 相对于JIS SCM435 ， 该新硼钢通过抑制C、Si、Cr、Mo等的添加量得到了良好的冷镦性 ， 可实现软化工序的省略或简略 。
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2）耐延迟破坏性
传统的硼钢（JI S SWRCHB526等）在螺栓淬火时 ， 由于奥氏体晶粒粗大化 ， 导致耐延迟破坏性降低 。 因此 ， 在传统硼钢的基础上 ， 进一步添加Ti含量 ， 通过控制轧制 ， 使细微的Ti化合物析出到钢中 ， 通过提高鲍辛格效应 ， 防止淬火时的晶粒粗大化 。
同时 ， 通过降低C、P、S含量以及添加Ti的效果 ， 谋求耐延迟破坏性的改善 。 如图4所示 ， 新硼钢与传统硼钢相比 ， 具有优秀的耐延迟破坏特性 。
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3 高强螺栓用钢最新研究动向
3.1 调质型高强螺栓
强度分类12.9级以上的高强螺栓中 ， 已有文献报道 ， 用于中型卡车的飞轮螺栓的材料强度达到1300-1500MPa ， 两轮车的连杆螺栓强度达到14.9级 ， 土木建筑用螺栓中 ， 也有屈服强度约为传统强力螺栓1.5倍的F14T超高强螺栓 。
此外 ， 如表4所示 ， 各公司开发了各种高强螺栓用钢 ， 主要用以下方法提高强度和提高耐延迟破坏性 。
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①在尽量减少杂质P、S的同时 ， 通过减少促进晶界偏析的Mn实现晶界强化 。
②通过添加Ti、Nb、V等进行高温回火热处理 ， 使其析出细微碳化物 。 细微的析出物可以捕捉扩散到应力集中部位引起延迟破坏的氢 ， 从而减少有害的氢 。 而高温回火热处理则可防止原奥氏体晶界的膜状渗碳体的析出 ， 抑制晶界强度的下降 。
用表4中的钢种B举例说明强度分类12.9级以上的高强螺栓用钢 。
钢种B在JIS中的铬钼钢的基础上 ， 添加了Mo、Ti、V ， 通过该碳化物的析出硬化 ， 提高了回火软化阻力 ， 因此 ， 即使与JIS SCM440钢在同样的回火温度下 ， 也能得到高强度 。
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