常用紧固件材料与机械性能标准.doc

第四章 常见紧固件材料与机械性能标准
一、 紧固件常见材料分类:
现在市场上标准件关键有碳钢、 不锈钢、 黄铜、 铝合金四种材料。
1.碳钢。我们以碳钢料中碳含量区分低碳钢, 中碳钢和高碳钢以及合金钢。
1.1低碳钢C%≤0.25% 中国通常称为A3钢。国外基础称为1008, 1015, 1018, 1022等。关键用于4.8级螺栓及4级螺母、 小螺丝等无硬度要求产品。（注: 钻尾钉关键用1022材料。）
1.2中碳钢0.25%<C%≤0.60% 中国通常称为35号、 45号钢, 国外基础称为1035, CH38F, 1039等。关键用于8级螺母、 8.8级螺栓及8.8级内六角产品。
1.3高碳钢C%>0.60%。现在市场上基础没使用
1.4合金钢: 在普碳钢中加入合金元素, 增加钢材部分特殊性能: 如35、 40铬钼、 SCM435, 10B38。芳生12.9级螺丝关键使用SCM435铬鉬合金钢, 关键成份有C、 Si、 Mn、 P、 S、 Cr、 Mo。
2.不锈钢。性能等级: 45, 50, 60, 70, 80
关键分奥氏体（18%Cr、 8%Ni）耐热性好, 耐腐蚀性好, 可焊性好。A1, A2, A4马氏体（13%Cr）耐腐蚀性较差, 强度高, 耐磨性好。C1, C2, C4铁素体不锈钢。18%Cr镦锻性很好 , 耐腐蚀性强于马氏体。现在市场上进口材料关键是日本产品。按等级关键分SUS302、 SUS304、 SUS316。
3.铜。常见材料为黄铜、 锌铜合金。市场上关键用H62、 H65、 H68铜做标准件。
4.铝合金密度低, 但强度比较高, 靠近或超出优质钢, 塑性好, 可加工成多种型材, 含有优良导电性、 导热性和抗蚀性, 工业上广泛使用, 使用量仅次于钢。
5.合金钢（也狭义指铬钼合金钢, 如SCM435等）
二、 紧固件常见材料
（一）碳钢、 合金钢、 特种钢类
1、 螺栓、 螺钉、 螺柱3.6级、 4.6级、 4.8级、 5.6级、 5.8级、 6.8级通常选择碳钢, 不需热处理; 8.8级、 9.8级通常选择低碳合金钢或中碳钢, 淬火并回火; 10.9级通常选择低、 中碳合金钢或合金钢, 淬火并回火; 12.9级通常选择合金钢, 淬火并回火。
2、 螺母 4级、 5级、 6级通常选择碳钢, 也可用易切钢制造, 不需热处理; 8级、 9级、 通常选择中碳钢, 淬火并回火; 10级、 12级为改善机械性能, 必需时, 可增添合金元素, 淬火并回火。
3、 紧定螺钉 14H通常选择碳钢, 不需热处理; 22H、 33H通常选择碳钢, 淬火并回火; 45H通常选择合金钢, 淬火并回火。
4、 自攻钉/钻尾钉 通常选择中碳钢如SWRCH22A, 表面需经渗碳处理。
5、 平垫圈 HV140通常选择低碳钢; HV300通常选择中碳钢, 需要热处理。
6、 弹性垫圈 通常选择弹簧钢70/65Mn/60Si2Mn,淬火并回火。
7、 齿形、 锯齿锁紧垫圈, 鞍形、 波形弹性垫圈 通常选择65Mn
8、 销 通常可选择碳素钢35#,淬火并回火HRC28-38, 45#, 淬火并回火HRC38-46; 合金钢30CrMnSiA,淬火并回火HRC35-41; 特种钢1Cr13/2Cr13、 Cr17.i2、 1Cr18.I9Ti
（二）不锈钢类
1不锈钢牌号、 类型及用途
牌号
类型
用途
1Cr18Ni9Ti
奥氏体型
使用最广泛, 适适用于食品、 化工、 医药、 原子能工业
0Cr25Ni20
奥氏体型
炉用材料, 汽车排气净化装置用材料
1Cr18Ni9
奥氏体型
经冷加工有高强度, 建筑用装饰部件
0Cr18Ni9
奥氏体型
作为不锈耐热钢使用最广泛, 食品用设备, 通常化设备, 原子能工业用
00Cr19Ni10
奥氏体型
用于抗晶间腐蚀性要求高化学、 煤炭、 石油产业野外露天机器、 建材、 耐热零件及热处理有困难零件
0Cr17Ni12Mo2
奥氏体型
适适用于在海水和其它介质中, 关键作耐点蚀材料, 摄影、 食品工业、 沿海地域设施、 绳索、 CD杆、 螺栓、 螺母
00Cr17Ni14Mo2
奥氏体型
为0Cr17Ni14Mo2超低碳钢, 用于对抗晶间腐蚀性有尤其要求产品
1Cr18Ni12Mo2Ti
奥氏体型
用于抗硫酸、 磷酸、 甲酸、 乙酸设备, 有良好耐晶家腐蚀性
0Cr18Ni12Mo2Ti
奥氏体型
同上
0Cr18Ni10Ti
奥氏体型
添加Ti提升耐晶间腐蚀, 不推荐作装饰部件
0Cr16Ni14
奥氏体型
无磁不锈钢, 作电子元件
0-1Cr20Ni14Si2
奥氏体型
含有较高高温强度和抗氧化性, 对含硫气氛较敏感, 在600-800°C有析出相脆化倾向, 适适用于制作承受应力多种炉用构件
1Cr17Ni7
奥氏体型
适适用于高强度构件, 火车客车车厢用材料
00Cr18Ni5Mo3Si2
奥氏体+铁素体
耐应力腐蚀破裂性能良好, 含有较高强度, 适适用于含氯离子环境, 用于炼油, 化肥, 造纸, 石油, 化工等工业, 制造热交换器、 冷凝器等
00Cr12Ti
超纯铁素体型
用于洗衣机内冲压件, 装饰用
0Cr17(Ti)
铁素体型
用于汽车消音器管, 装饰用
0Cr13AI
铁素体型
从高温下冷却不产生显著硬化, 汽轮机材料, 淬火用部件, 复合钢材
1Cr17
铁素体型
耐蚀性良好通用钢种, 建筑内装饰用, 重油部件, 用于家庭用具, 家用电器部件
0Cr13
铁素体型
作较高韧性及受冲击零件, 如汽轮页片, 结构架, 螺栓, 螺帽等
1Cr13
马氏体型
含有良好耐腐蚀性, 机械加工性, 用作通常见途、 刀刃机械零件、 石油精练装置、 螺栓、 螺母、 泵杆、 餐具等
2Cr13
马氏体型
淬火状态下硬度高, 耐腐蚀性良好, 作汽轮机叶片, 餐具（刀）
2不锈钢牌号各国对照表
中国
美国
日本
中国
美国
日本
GB
ASTM
JIS

310
SUS310
1Cr18Ni9
302
SUS303
0Cr25Ni20
310S
SUS310S
0Cr18Ni9
304
SUS304
0Cr17Ni12Mo2
316
SUS316

304H
SUS304H
00Cr17Ni14Mo2
316L
SUS316L
00Cr19Ni10
304L
SUS304L
00Cr17Ni13Mo2N
316LN
SUS316LN
1Cr18Ni12Ti
305
SUS305
0Cr19Ni13Mo3
317
SUS317
00Cr19Ni13Mo3
317L
SUS317L
0Cr18Ni10Ti
321
SUS321
3 备注
（1）、 304M、 304HC、 316三种材质是现在300系列奥氏体不锈钢使用最广材质之一。各材质显著差异为: 冷加工后材质磁性为316<304HC<304M。316材质抗化学品腐蚀, 抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良。
（2）、 总而言之, 不锈钢标准件特征为耐腐蚀、 美观、 卫生, 但其强度、 硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢产品应不可撞击、 敲打、 注意维护其表面光洁度、 精度, 且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量, 亦不可施力过大, 同时因不锈钢延展性好, 在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处, 增加摩檫力, 易造成锁死, 而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落, 相对于不锈钢不易锁死。
四、 材料中各类元素对钢性质影响:
1、 碳（C）: 提升钢件强度, 尤其是其热处理性能, 但伴随含碳量增加, 塑性和韧性下降, 并会影响到钢件冷镦性能及焊接性能。
2、 锰（Mn）: 提升钢件强度, 并在一定程度上提升可淬性。即在淬火时增加了淬硬渗透强度, 锰还能改善表面质量, 不过太多锰对延展性和可焊性不利。并会影响电镀时镀层控制。
3、 镍（Ni）: 提升钢件强度, 改善低温下韧性, 提升耐大气腐蚀能力, 并可确保稳定热处理效果, 减小氢脆作用。
4、 铬（Cr）: 能提升可淬性, 改善耐磨性, 提升耐腐蚀能力, 并有利于高温下保持强度。
5、 钼（Mo）: 能帮助控制可淬性, 降低钢对回火脆性敏感性, 对提升高温下抗 拉强度有很大影响。
6、 硼（B）: 能提升可淬性, 而且有利于使低碳钢对热处理产生预期反应。
7、 矾（V）: 细化奥氏体晶粒, 改善韧性。
8、 硅（Si）: 确保钢件强度, 合适含量能够改善钢件塑性和韧性。