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,當截面大小不同時,由于淬透程度不同,雖然采用同一調質工藝,其力學性能卻不盡一致。螺栓鋼碳的質量分數越高,馬氏體硬度越高。對于整個截面受力的螺栓淬火后,體積分數要求獲得約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,調質后屈強比也越大。屈強比的增大意味著能達到所需要的機械性能;否則就是沒淬透,淬透程度越差,機械性能也越差,將影響最終質量。
緊固件 碳對淬透性具有強烈的影響,在C≤0.35%時對淬透性的貢獻與錳相當;當碳含量為0.37%時,鋼的淬透性剛好滿足技術條件的要求。當C≤0.40%時,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量就是這個道理。但是對于45鋼,由于淬透性較低,只適合尺寸小于20mm的高強度螺栓。多年來,許多企業對截面直徑在22~27mm的螺栓也采用45鋼,而調質處理恰恰忽略了淬透性這個最重要的質量特性。由于截面尺寸效應,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,這時高強度螺栓的綜合力學性能也越低。尺寸大于30mm時表面甚至無法得到馬氏體組織。
2、高強度螺栓在輸電鐵塔上的應用,有何要求? 高強鋼將在輸電線路上大量采用,與高強鋼相匹配的高強度螺栓選型問題是供應商關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螺栓抗剪切2個方面。 輸電鐵塔上采用的高強螺栓和土建結構及橋梁結構中使用的高強螺栓不同,其采用的是高強度粗制螺栓,其強度滿足相應的級別(8.8級及以上),但加工標準還是大六角頭螺栓(GB/T5780),其受剪、受拉的計算也仍然采用普通螺栓的計算公式。通常計算和選用螺栓規格時,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及以上高強鋼的構件,對于小規格的角鋼,6.8級螺栓較為合適;對于大規格角鋼,8.8級螺栓規格經濟較為合適。不推薦使用10.9級螺栓,節點板建議采用等強度鋼板。Q420高強鋼用在受力較大的部位,且接頭螺栓大部分處于雙剪狀態。 由于10.9級螺栓在酸洗除銹時容易造成氫脆斷裂,且缺乏成熟的運行經驗,建議不采用10.9級螺栓。4.8級螺栓和6.8級螺栓價格差別不大,而且1個6.8級螺栓可以解決許多受力不大的輔助材料的實際問題,卻要用2個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,以減少節點板,減輕塔重。
3、選用硼鋼能生產高強度螺栓嗎?制造10.9級高強度螺栓應注意哪方面? 含硼鋼是以錳和硼為基礎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(需球化退火預處理和中間軟化退火),且機械性能差、脫碳嚴重。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量較多的其它合金元素,因此,與淬透性水平相當的其它合金鋼相比,合金總含量低,高溫變形抗力小,容易塑性變形。 應注意: ①熱加工對硼在固態鋼中的各種存在形態之間的變化影響是最大,當鋼中硼元素含量超過0.003%時,在晶界出現低熔點的Fe-C-B三元共晶,則產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合適范圍,大于0.001%,以免損害淬透性,另外,硼能否起到應有的作用,在很大的程度上取決于熱處理制度的選擇和操作情況; ③淬火溫度應根據鋼的含硼量、化學成分和淬火前硼的狀態等條件來選擇,而不應固定不變,熱處理制度中回火溫度降低,會加大含硼鋼螺栓的延遲斷裂傾向。許多研究和實踐經驗還證明,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,螺栓最終的力學性能由制造緊固件的材料品質所決定,而10B21、20MnTiB和ML20MnTiB含碳量下限均低于0.20%,不能滿足標準對材料的要求;當螺栓強度≥1040MPa、硬度在33~39HRC的要求時,是靠降低回火溫度達到的,當采用425℃再回火溫度試驗后硬度和強度均下降,不能滿足標準中的最低回火溫度的性能要求。生產實踐可以看出,螺栓的機械性能,不但取決于熱處理工藝和金相組織,更重要的是應具有良好的化學成分配合。 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行干燥。堿水清洗方法最主要缺點是清洗效果不太好,尤其是緊固件的盲孔和凹槽部易有污斑和殘留物。對于堿水清洗產生的廢水必須進行中和處理,并回收廢油,達到相關環保要求方可排放。 ②金屬清洗劑清洗方法 為克服堿水清洗方法的缺點,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,最后用脫水機進行脫水處理。可加入清洗機內使用。金屬清洗劑清洗方法的缺點是價格貴,并有難聞的氣味,對緊固件有一定的腐蝕作用,廢水污染環境,因此,必須對廢水進行處理,并回收廢油。 ③有機溶劑清洗方法 采用三氯乙烷、三氯乙烯等有機溶劑清洗,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,有機溶劑的揮發和飛濺污染環境。為此,應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,進一步提高清洗效果,并靠真空蒸餾回收溶劑和油。回收后的油中溶劑含量由20%降至4%以下,低于三氯乙烯環境衛生規定的50ppm。 ④燃燒脫脂法 冷鐓或機加工的緊固件在進入熱處理工序之前,需要清洗掉表面的油類。為此,可把緊固件在脫脂爐內加熱至350~400℃使油份汽化或燃燒,以達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、低粘度及低沸點油類。高粘度、高沸點的重質淬火油燃燒后會有大量殘留物和碳黑附著在緊固件表面,達不到清洗目的。
對于要求表面高度清潔的緊固件如航空螺栓、汽車發動機連桿螺栓等,目前采用真空或超聲波等高級清洗技術,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作為溶劑的清洗方法,可以實現高效環保清洗。
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