1、1非金属夹杂物对高强度螺栓有哪些影响？非金属夹杂物在钢中主要以氧化物和硫化物的形式存在。根据 GB/T 105612005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法，非金属夹杂物按 JK 图评定（A 类硫化物、B 类氧化铝类、C 类硅酸盐类、D 类球状氧化物类和 DS 类单颗粒球状类）。钢中的夹杂物通常对其性能是有害的，会造成钢的组织不均匀；夹杂物往往是裂纹源，因而钢中夹杂物是钢的断裂韧性重要影响因素，其中条状 MnS 影响最为明显。它的存在割裂了金属的连续性，剥落后就成为凹坑或裂纹，在冷镦成形时极易形成裂纹源，热处理时易造成应力集中，产生淬火裂纹。因此，高强度紧固件对夹杂物应严格控制，鉴
2、于我国钢材标准 GB/T 3077、GB/T 6478 暂未对夹杂物做出明确要求。C 类（硅酸盐类）和 D 类（球状氧化物类）对热处理的影响最大，硅酸盐夹杂物应不大于 1.5 级，球状氧化物夹杂应不大于 2 级为佳；对氧化物和硫化物夹杂物之和应不大于 3 级。钢中的夹杂物的形状和分布可以影响高强度螺栓的综合性能。热处理如果改变钢中的夹杂物形状和分布，则夹杂物在热处理前后对材料会产生不同的影响。如果热处理不改变夹杂物形状和分布，只引起基体组织变化，则需要考虑夹杂物对热处理过程中基体组织变化的影响。在热处理过程中，夹杂物对组织的影响主要是促进铁素体形核，从而有效分割晶粒，细化组织。实践证明，经过热
3、处理后，虽然夹杂物的大小、级别、状态有所改变，但原材料组织不良的情况不可能根本改观，会继续遗留下来，因此对高强度螺栓冲击试验的影响较大，往往造成低温冲击功不合格。这个问题很关键。重新调质热处理也不能满足技术要求。2对于钢结构 M82 以上大规格 10.9 级高强度螺栓，采用什么钢材？这涉及一个成分和淬透性的问题，现在常用的 42CrMo、B7、40CrNiMoA 钢，目前的工艺能满足硬度及强度要求，但对于其它性能如断后伸长率、冲击韧性就难达到要求。一般用34CrNi3Mo 钢，34CrNi3Mo 钢为大截面调质用合金钢，它的化学成分为 0.30%0.40%C、0.17%0.37%Si0.、50
4、%0.80%Mn、0.70%1.10%Cr、0.25%0.40%Mo、2.75%3.25%Ni。油淬临界直径可达6080mm，淬透性优点，其他钢种无法比拟。34CrNi3Mo 钢的临界点温度 Ac1=725、Ac3790，淬火温度选择在 860880水溶液冷却、880900快速淬火油冷却；对于 10.9 级螺栓回火温度，一般在 560590回火水冷。高强度螺栓规定了螺纹截面的芯部在“淬硬”状态、回火前获得约 90%的马氏体组织要求。为了保证淬透性，对于直径大于50mm，淬火介质选用影响最大，当油淬火时不能满足机械性能要求，则必须采用水淬，原则是在不淬裂的前提下尽量采用水溶液。因为水淬有较多的优
5、点，如有较深的淬硬层、较优的机械性能、生产成本低等。我们搞热处理的如果不把成分放在第一位那是搞不好的。可以采用含碳量0.34%0.38%的钢材,带状组织偏析应控制在 1.5 级以下，其中控制非金属夹杂物的等级，如硫化物类、氧化铝类、球状氧化物类均不大于 1.5 级（包括粗、细系）。若冲击韧性不够，考虑增加一道 580600再回火工序，然后快冷。3什么是五害元素？对冷镦钢有何危害？H、O、N、P 和 S 称为“五害元素”，严重危害紧固件用的冷镦钢。对于紧固件企业而言，对紧固件生产用钢的检测就十分必要。五害元素的减少，使冷镦钢中有可能成为裂纹源的硫化物、氧化物及氮化物夹杂在晶内及晶界的数量减少，从
6、而使晶界弱化作用降低，断裂韧性和冲击韧性提高。研究表明，在含有 0.60%0.90%Mn 冷镦钢中，S 主要形成 MnS 夹杂，MnS 夹杂在钢的基体中相当于裂纹源，S 和 P 元素在晶界的偏析使晶界弱化，因此，S 和 P 含量的增加降低了钢的塑性，使钢的断面收缩率降低。钢中 N 主要生成氮化物夹杂，因而 N 的增加使钢的断面收缩率明显降低，而断后伸长率变化不大。O 在钢中主要形成氧化物夹杂，O 增加使氧化物夹杂增多，钢的断面收缩率明显降低。H 在钢中会产生白点、点状偏析等缺陷，随着 H 含量降低缺陷减少，断面收缩率明显升高。对大规格高强度螺栓用钢而言，减少五害元素，从而减少非金属夹杂物的含量及夹杂元素在晶界的偏聚，增大裂纹形核和扩展阻力，对保证螺栓正常服役十分有效。4钢的晶粒度如何评定？钢的晶粒大小与所处热处理状态有关。晶粒度是奥氏体化温度和时间的函数，评定的不是在某任意规定温度下的晶粒大小，而是在热处理中实际执行奥氏体化的条件下晶粒的大小，这就是常规的“奥氏体晶粒度”。奥氏体晶粒度就是指“奥氏体的实际晶粒度”；也就是钢在实际使用时，经奥氏体化处理所得到奥氏体晶粒度。GB/T6394
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