碳硼鋼簡單概述
碳硼鋼把含量為0.0005%~0.003%的硼加到鋼中,許多鋼種的調質硬度明顯提高,因此在汽車緊固件方面,用硼元素取代貴重稀有元素,可收到較好的經濟效益。單就硼元素而言,對鋼的冷加工沒有明顯的影響,只是在熱處理時比較明顯,碳硼具有高韌性、強塑性、回火溫度低、強度高的特點,很適合生產高強度緊固件。為了進一步提高冷加工性能和省略球化退火處理,開發低成本的低中碳高強度硼鋼。其成分設計的基本原則是降低含碳量,改善鋼的冷變形能力,加入微量硼以彌補因降碳而造成的強度和淬透性的損失。另外根據需要還可加入適量Cr、Mn等合金元素,進一步提高淬透性。由于少量硼代替大量合金元素,鋼材成本降低,碳和合金素含量低,冷加工性能良好,軋材可以直接拉拔和冷鐓加工,不需要預先球化退火處理,節約了螺栓的制造成本。
通常8.8級螺栓用40B、40MnB,而9.8級和10.9級螺栓用MnB123H鋼。該鋼系日本神戶鋼廠自行研制牌號,為了在425℃以上溫度回火時得到1000MPa以上的強度,碳含量控制在0.25%左右,同時控制Mn、B的含量,并降低雜質元素P、S的含量,因而在900~1100MPa級的強度范圍內的耐延遲斷裂性能相當于或優于SCM435鋼。
日本采用低碳硼鋼生產高強度螺栓已經比較普遍,像汽車、拖拉機等行業的高強度螺栓已經大量使用碳硼鋼。通過硼元素的使用,可以減少其他合金元素使用。在過去的幾年中,碳硼鋼的優良特性在某些環節并未引起人們的重視,這是由于一些不適當的生產環節和其他錯誤使用造成的。碳硼鋼的生產需要在鋼材冶煉過程中嚴格控制,以供緊固件行業的生產追求高效、強韌性和輕量化相結合仍是緊固件鋼材與制造精髓,金屬材料科學將在其中起著制約的作用,為了節約能源和資源,先進材料、先進制造工具、先進設備的研究層出不窮。
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