緊固件用金屬材料選用導(dǎo)則

緊固件用金屬材料選用導(dǎo)則1.1緊固件材料應(yīng)具有以下性能a）高溫螺栓用鋼應(yīng)具有較高的室溫、高溫拉伸強度和塑性。b）較高的沖擊吸收能量、低的缺口敏感性。c）高溫緊固件(碳鋼工作溫度超過300℃～350℃，合金鋼超過350℃～400℃)用鋼應(yīng)具有良好的抗松弛性能，以使螺栓在較低的初緊力下，在一個大修期內(nèi)的壓緊力不低于最小密封應(yīng)力。d）高溫緊固件用鋼應(yīng)具有高的持久強度和蠕變強度，低的蠕變脆化傾向及蠕變?nèi)笨诿舾行?，且具有良好的持久塑性。一般要求螺栓材?000h～10000h以上光滑試樣的持久塑性為：新材料大于5%；已運行材料不應(yīng)低于3％。e）高溫緊固件用鋼應(yīng)具有高的組織穩(wěn)定性，回火脆性和熱脆性傾向小。f）良好的抗氧化性能，防止長期運行后因螺紋氧化而發(fā)生螺栓和螺母咬死現(xiàn)象。g）在汽缸內(nèi)部工作的螺栓，由于受蒸汽和水的沖蝕，還應(yīng)具有一定的抗蝕性。h）對于承受疲勞載荷的螺栓(如聯(lián)軸器螺栓)材料，還應(yīng)具有較高的抗疲勞和抗剪切能力。i）良好的冷、熱加工工藝性能。j）螺母材料強度宜應(yīng)比螺栓低一級(低20HB～50HB)。原則上同一法蘭的緊固件應(yīng)采用相同的鋼號、強度等級和結(jié)構(gòu)形式。當在同一法蘭上要安裝不同材料和強度等級的緊固件時，應(yīng)考慮計算由不同線膨脹系數(shù)和抗松弛性能引起的影響。1.2高溫緊固件鋼的選用原則上主要考慮材料應(yīng)有良好抗松弛性能、高的高溫強度、持久強度、低的缺口敏感性、組織穩(wěn)定性高，回火脆性和熱脆性傾向小，并有良好的抗氧化性能；抗熱疲勞性能、沖擊吸收能量、低的缺口敏感性及高的組織穩(wěn)定性；室溫服役的緊固件主要考慮較高的抗疲勞和抗剪切能力。1.3緊固件材料的驗收1.3.1緊固件用鋼的技術(shù)要求和質(zhì)量檢驗應(yīng)符合DL/T439、GB/T20410及訂貨技術(shù)要求。1.3.2進口緊固件的技術(shù)要求和質(zhì)量檢驗，應(yīng)符合供貨國標準或訂貨合同要求。1.4緊固件材料的常用材料牌號、特性及其主要及其主要應(yīng)用范圍見附錄A中表A6。表A6緊固件常用鋼鋼號、特性及其最高使用溫度鋼號與技術(shù)條件特性用作螺栓時的最高使用溫度(℃)類似鋼號35、45GB/T699-1999強度較低?？烧{(diào)質(zhì)處理，但淬透性低。優(yōu)質(zhì)鋼的硫、磷含量低，脫氧好，有良好的塑性和韌性，焊接性尚可。400

35SiMnGB/T3077-1999具有較好的淬透性、良好的韌性、較高的強度，疲勞強度也較好，但有一定的過熱敏感性及回火脆性傾向，并有白點敏感性。冶煉時易于污染非金屬夾雜物，造成熱加工工藝上的困難。與40Cr鋼相比，除低溫沖擊韌性稍差，缺口敏感性較高外，其他力學(xué)性能相當400

35CrMoGB/T3077-199935CrMoA/42CrMoAGB/T20410-2006兩種鋼強度較高、韌性好，有較好的淬透性，冷變形性中等，切削性能尚可。高溫下有高的蠕變強度和持久強度，長期使用組織較穩(wěn)定。焊接時需預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150℃～400℃。相對于35CrMoA，42CrMoA的碳、錳、鉻含量略高，故強度略高。480

表A6(續(xù))鋼號與技術(shù)條件特性用作螺栓時的最高使用溫度(℃)類似鋼號25Cr2MoVAGB/T3077-1999GB/T20410-2006珠光體型耐熱鋼。室溫強度高，韌性好，淬透性好。500℃下具有良好的高溫性能和高的抗松弛性能，無熱脆傾向。該鋼熱處理后有回火脆性，并且對回火溫度敏感。調(diào)質(zhì)處理時，回火溫度宜高于工作溫度100℃～200℃。該鋼亦可在正火及高溫回火后使用。焊接性能差。510ЭИ10(前蘇聯(lián))25Cr2Mo1VAGB/T3077-1999GB/T20410-2006低碳耐熱鋼。相對于25Cr2MoVA，鋼中鉻、鉬、釩、錳含量均有所提高。因而具有較高的高溫強度和抗氧化性，較好的抗松弛性能。該鋼的冷、熱加工性能良好，但對熱處理較為敏感，有回火脆性傾向，長期運行后容易脆化，即硬度增高，韌性降低。持久塑性較差，缺口敏感性也較大。該鋼多在調(diào)質(zhì)或正火加回火后使用。550ЭИ723(前蘇聯(lián))45Cr1MoVAGB/T20410-2006中碳耐熱鋼。相對于42CrMoA，碳、鉬含量略高，鋼中添加釩。因而具有較高的高溫強度。根據(jù)不同的使用條件，該鋼可通過不同的熱處理工藝獲得不同的強度。該鋼多在調(diào)質(zhì)或正火加回火后使用50020Cr1Mo1V1AGB/T20410-2006該鋼性能優(yōu)于25Cr2Mo1V，在565℃～570℃有較高的熱強性能和抗松弛性能，該鋼經(jīng)過運行(540℃，9.81MPa，運行約6.4萬h)后，鋼的強度和塑性略有降低，室溫沖擊吸收能量下降較多，但水平仍很高，未出現(xiàn)明顯的脆化。550ЭИ909(前蘇聯(lián))20Cr1Mo1VNbTiBGB/T20410-2006是我國自行研制的低合金高強度鋼。具有高的持久強度和持久塑性，抗松弛性能好，熱脆傾向小，缺口敏感性低。當工作斷面尺寸較大時，心部沖擊吸收能量往往有較大的波動。該鋼經(jīng)常出現(xiàn)晶粒粗大現(xiàn)象，以致于影響力學(xué)性能。為防止產(chǎn)生粗晶，應(yīng)盡量采用較低的鍛造加熱溫度，嚴格控制終鍛溫度，并保證有足夠的鍛造比。該鋼材硬度＞260HB時，晶粒越粗大，沖擊吸收能量越低。在相同晶粒級別下，硬度越高，沖擊吸收能量越低。570

20Cr1Mo1VTiBGB/T20410-2006是與20Cr1Mo1VNbTiB鋼相類似的高溫螺栓鋼。具有高的抗松弛性能、熱強性能和良好的持久塑性，缺口敏感性低。該鋼的淬透性好，沿截面有較均勻的力學(xué)性能570

2Cr12WMoVNbB是12%鉻鋼的改型鋼種之一。由于鋼中加入鎢、鉬、釩、鈮、硼多種強化元素，因此，熱強性能較高，抗松弛性能較好，可長期在590℃以下使用590ЭИ993(前蘇聯(lián))1Cr15Ni36W3Ti沉淀硬化型奧氏體熱強鋼，在固溶狀態(tài)，高溫時有強烈的沉淀硬化傾向，經(jīng)時效處理后，組織趨于穩(wěn)定。650℃以下具有較好的抗松弛性能、持久強度和蠕變強度，組織穩(wěn)定。長期時效后沖擊值仍能保持較高水平。持久塑性好，1萬小時的持久延伸率仍可達5%～8%。該鋼在700℃時開始軟化，強度性能將顯著下降650ЭИ612(前蘇聯(lián))2Cr12NiMo1W1VGB/T8732-2004GB/T20410-200622Cr12NiWMoVGB/T1221-2007性能特點見葉片570C-422(美國)SUH616(JIS)616(ASTM)1Cr11MoNiW1VNbN2Cr11Mo1NiWVNbN性能特點見葉片1Cr11NiMo1WVNbN650Refractoloy-26(R-26)性能特點見葉片6771Cr10Co3MoWVNbNB是在12%鉻鋼基礎(chǔ)上加入較多量的鈷、鎢，添加其它元素的多元復(fù)合強化耐熱鋼。高溫下鎢的強化效應(yīng)是鉬的2倍，復(fù)合添加鎢/鉬可獲得更加的強化效應(yīng)；鈷可抑制鋼中δ鐵素體的形成，650℃時，3%的鈷具有最高的持久強度；鈮、釩、氮、硼增加了沉淀強化。