10B21,作为典型的冷镦用钢,其塑性好,强度适中,热处理效果明显。广泛应用于生产紧固件用较高等级的螺栓螺母等。
其产品生产工艺流程:
线材放线→粗拉→球化退火→酸洗→磷化→中拉→打头→碾牙→热处理→表面处理→包装。
本文,将从化学成分分析,其对热处理性能、冷镦性能等方面的影响来分析。
一、热处理性
10B21盘条,属于美标 SAE J 403 中一种优质的低碳合金钢线材,按照国内宝钢标准,其化学成分,如下表。
对比国标 GB/T3098.1/ GB/T3098.2(下表)中规定的:紧固件各性能等级用钢的化学成分极限。
可以看出:完全符合标准中成分要求。并且,加入微量的硼可显著提高钢的淬透性,此时对其它性能等无影响或影响甚小。
这在一定程度上可代替Ni、Cr、Mo,并且B溶于固溶体,晶格变大,使强度提高,晶界中硼,有阻止再结晶扩散作用,可增加钢的热强性。
二、可冷镦性
碳C、硅Si
C元素,作为决定机械性能的主要元素,强度随着C含量的增加而提高,冷镦性能下降。
Si,能提高钢的强度和硬度,降低其塑性和韧性。冷镦钢的冷镦性能,随着硅含量的增加下降。
10B21,在化学成分体系,将C含量在0.18%~0.23%,Si含量在0.10%以下。可具有:硬度低、塑性好、易于变形等特点。
锰Mn
Mn,在钢中起到固溶强化的作用。对于冷镦钢,过高的Mn含量,将大幅提高钢材的强度,不利于钢材的冷成形;10B21的Mn含量,在1.00%以下;Mn含量合适,既能改善钢中存在形态和分布,又可提高钢材的冷成形性。
除此之外,为使得材料更好得适应冷镦工艺,应对于晶粒大小与形式、非金属夹杂物的分布等都有一定的要求。
三、可焊接性
影响钢材可焊性的主要因素是:化学成分。在各种元素中,碳的影响最明显,其它元素的影响可折合成碳的影响,因此,可用碳当量方法来估算被焊钢材的可焊性。
钢中含碳量增加,淬硬倾向就增大,塑性则下降,容易产生焊接裂纹。从下表中可以看出含碳量与焊接性的关系。
10B21,作为优质低碳钢具有良好的焊接性能。
四、螺丝君经验总结
通过以上分析,10B21通过添加B元素,提高淬透性,具有良好的热处理效果,同时,兼顾低碳钢的冷镦性和焊接性,故10B21可广泛应用于生产8.8/9.8级螺栓、螺母及焊接件等紧固件的制作。
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