不锈钢紧固件机械性能(参考课件)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7
一般无磁性、但在冷加工过程后部分零件可能产生轻 微的磁性，这类钢种的重要特性还具有良好的低温性 能、易成型性和可焊性。并且还具有较高的抗腐蚀性。
仅适用于低浓度的弱酸。 在缝隙和密闭的场合，可能没有足够的氧气来维持钝
化膜，可能引起缝隙腐蚀。 很高浓度的卤素离子，尤其是氯离子能破坏钝化膜。
8
9
⑶、马氏体系不锈钢
马氏体系不锈钢的基体为马氏体组织，有磁性， 可通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。马氏体系 不锈钢含有铬12~18%。代表钢种有410、420。主要特 点是：
马氏体系不锈钢常温下具有强磁性，一般来讲其耐蚀 性不突出，但强度高，使用于高强度结构用钢。
高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷下转变成 马氏体相，常温下具有完全的马氏体组织。因此，可 以通过热处理方法提高和改变力学性能。
⑵、铁素体系不锈钢 铁素体系不锈钢是以体心立方晶体结构的铁素体组
织（α相）为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化， 但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。铁素体不锈钢含 铬量12%~18%，但含碳量低于0.2%，代表钢种是409、 430，其耐蚀性不如奥氏体不锈钢。主要特点是： 抵抗应力腐蚀开裂能力优越于奥氏体系不锈钢； 常温下带强磁性； 不适用于高腐蚀环境。 热处理不能硬化，具有优秀的冷加工性。 焊接性能很差。
4
3、不锈钢的分类： 不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有： ① 按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不 锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。 ② 按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类， 如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳 不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。 ③ 按钢的性能特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级） 不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀 不锈钢、高强度不锈钢等。
焊接性能差。
此类型不锈钢材料适用于低腐蚀环境。
10
⑷、双相不锈钢 基体兼有奥氏体和铁素体两相组织（其中较少相的
含量一般大于15%），有磁性，可通过冷加工使其强 化的不锈钢。成分中高Cr高N，，代表钢种是2304、 2205、2507。主要特点是： 在高温下基本为铁素体组织，在冷却至室温时具有3050%铁素体+奥氏体双相组织。 屈服强度高、超强的耐点蚀、耐应力腐蚀能力，易于 成型和焊接。
6
4、各类不锈钢简介： ⑴、奥氏体系不锈钢 奥氏体系不锈钢是以面心立方晶体结构的奥氏体 组织（γ相为主），无磁性，主要通过冷加工使其强化 （并可能导致一定的磁性）的不锈钢。18-8不锈钢是 典型的奥氏体不锈钢类型，含有约18%铬和8%镍。188不锈钢中包括302、303、304等级别。主要特点是：
不锈钢紧固件机械性能
1
Baidu Nhomakorabea
主要内容 一、不锈钢基础知识 二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 三、不锈钢组别与化学成分 四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能 五、不锈钢紧固件试验方法 六、标准中的附录
2
一、不锈钢基础知识
1、不锈钢的定义：含铬量为10.5%以上的铁基合金称 为不锈钢。
不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在冶金学和材料 科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于 10.5%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列 铁基合金称作不锈钢。通常对在大气、水蒸汽和淡水 等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称为不锈 钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀 性的钢种称为耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导 致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一 般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有 不锈性。
在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，在不 恰当热处理或不同受热状态下，在奥氏体基体中有可 能存在少量的碳化物及铁素体组织。
奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能， 只能采用冷变形的方式进行强化。可以通过加入钼、 铜、硅等合金化元素的方法得到适用于各种使用条件 的不同钢种，如316L、304Cu等。
11
⑸、沉淀硬化系不锈钢 沉淀硬化系不锈钢是基体为奥氏体或马氏体组织，
并能通过沉淀硬化（又称失效硬化）处理使其硬（强） 化的不锈钢。沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体 沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏 体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni7Al 和0Crl5Ni25Ti2MoVB 为代表）和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢（以 PH55A、B、C为代表）。这类材料是利用热处理后时 效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金属化合物来提高材料的 强度。主要特点是：
5
④ 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢， 易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。
目前最常用的分类方法是按钢的组织结构特点和 按钢的化学成份特点以及两者相结合的方法来分类。 例如，把目前的不锈钢分为：马氏体钢（包括马氏体 Cr不锈钢和马氏体Cr-Ni不锈钢）、铁素体钢、奥氏体 钢（包括Cr-Ni和Cr-Mn-Ni（-N）奥氏体不锈钢）、双 相钢（α+γ双相）和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬 不锈钢和铬镍不锈钢两大类。
3
2、不锈钢最基本的特性：是它在大气条件下的耐锈性 和在各种液体介质中有耐蚀性。
这一特性与钢中的铬含量有直接关系，铬的存在使 钢材表面生成一层看不见的膜，它能防止氧化，使材 料“钝化”或者说抗腐蚀。添加其它如镍或钼等元素 能提高抗腐蚀性、强度和耐温性。
随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5%以 上时钢的这一特征发生突变，从易生锈到不锈，从不 耐蚀到耐腐蚀。而且含铬量从10.5%以后随着铬含量的 不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断得到改善。一般 不锈钢的最高铬含量为26%，更高的铬含量已没有必 要。
12
这种类型的不锈钢可借助于热处理工艺调整其性能， 使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成 型的组织状态。半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体 相变和沉淀硬化，奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通 过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性。
铬含量在17%左右，加之含有镍、钼等元素，因此， 除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏 体不锈钢。
一般无磁性、但在冷加工过程后部分零件可能产生轻 微的磁性，这类钢种的重要特性还具有良好的低温性 能、易成型性和可焊性。并且还具有较高的抗腐蚀性。
仅适用于低浓度的弱酸。 在缝隙和密闭的场合，可能没有足够的氧气来维持钝
化膜，可能引起缝隙腐蚀。 很高浓度的卤素离子，尤其是氯离子能破坏钝化膜。
8
9
⑶、马氏体系不锈钢
马氏体系不锈钢的基体为马氏体组织，有磁性， 可通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。马氏体系 不锈钢含有铬12~18%。代表钢种有410、420。主要特 点是：
马氏体系不锈钢常温下具有强磁性，一般来讲其耐蚀 性不突出，但强度高，使用于高强度结构用钢。
高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷下转变成 马氏体相，常温下具有完全的马氏体组织。因此，可 以通过热处理方法提高和改变力学性能。
⑵、铁素体系不锈钢 铁素体系不锈钢是以体心立方晶体结构的铁素体组
织（α相）为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化， 但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。铁素体不锈钢含 铬量12%~18%，但含碳量低于0.2%，代表钢种是409、 430，其耐蚀性不如奥氏体不锈钢。主要特点是： 抵抗应力腐蚀开裂能力优越于奥氏体系不锈钢； 常温下带强磁性； 不适用于高腐蚀环境。 热处理不能硬化，具有优秀的冷加工性。 焊接性能很差。
4
3、不锈钢的分类： 不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有： ① 按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不 锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。 ② 按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类， 如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳 不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。 ③ 按钢的性能特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级） 不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀 不锈钢、高强度不锈钢等。
焊接性能差。
此类型不锈钢材料适用于低腐蚀环境。
10
⑷、双相不锈钢 基体兼有奥氏体和铁素体两相组织（其中较少相的
含量一般大于15%），有磁性，可通过冷加工使其强 化的不锈钢。成分中高Cr高N，，代表钢种是2304、 2205、2507。主要特点是： 在高温下基本为铁素体组织，在冷却至室温时具有3050%铁素体+奥氏体双相组织。 屈服强度高、超强的耐点蚀、耐应力腐蚀能力，易于 成型和焊接。
6
4、各类不锈钢简介： ⑴、奥氏体系不锈钢 奥氏体系不锈钢是以面心立方晶体结构的奥氏体 组织（γ相为主），无磁性，主要通过冷加工使其强化 （并可能导致一定的磁性）的不锈钢。18-8不锈钢是 典型的奥氏体不锈钢类型，含有约18%铬和8%镍。188不锈钢中包括302、303、304等级别。主要特点是：
不锈钢紧固件机械性能
1
Baidu Nhomakorabea
主要内容 一、不锈钢基础知识 二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 三、不锈钢组别与化学成分 四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能 五、不锈钢紧固件试验方法 六、标准中的附录
2
一、不锈钢基础知识
1、不锈钢的定义：含铬量为10.5%以上的铁基合金称 为不锈钢。
不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在冶金学和材料 科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于 10.5%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列 铁基合金称作不锈钢。通常对在大气、水蒸汽和淡水 等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称为不锈 钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀 性的钢种称为耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导 致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一 般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有 不锈性。
在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，在不 恰当热处理或不同受热状态下，在奥氏体基体中有可 能存在少量的碳化物及铁素体组织。
奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能， 只能采用冷变形的方式进行强化。可以通过加入钼、 铜、硅等合金化元素的方法得到适用于各种使用条件 的不同钢种，如316L、304Cu等。
11
⑸、沉淀硬化系不锈钢 沉淀硬化系不锈钢是基体为奥氏体或马氏体组织，
并能通过沉淀硬化（又称失效硬化）处理使其硬（强） 化的不锈钢。沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体 沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏 体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni7Al 和0Crl5Ni25Ti2MoVB 为代表）和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢（以 PH55A、B、C为代表）。这类材料是利用热处理后时 效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金属化合物来提高材料的 强度。主要特点是：
5
④ 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢， 易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。
目前最常用的分类方法是按钢的组织结构特点和 按钢的化学成份特点以及两者相结合的方法来分类。 例如，把目前的不锈钢分为：马氏体钢（包括马氏体 Cr不锈钢和马氏体Cr-Ni不锈钢）、铁素体钢、奥氏体 钢（包括Cr-Ni和Cr-Mn-Ni（-N）奥氏体不锈钢）、双 相钢（α+γ双相）和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬 不锈钢和铬镍不锈钢两大类。
3
2、不锈钢最基本的特性：是它在大气条件下的耐锈性 和在各种液体介质中有耐蚀性。
这一特性与钢中的铬含量有直接关系，铬的存在使 钢材表面生成一层看不见的膜，它能防止氧化，使材 料“钝化”或者说抗腐蚀。添加其它如镍或钼等元素 能提高抗腐蚀性、强度和耐温性。
随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5%以 上时钢的这一特征发生突变，从易生锈到不锈，从不 耐蚀到耐腐蚀。而且含铬量从10.5%以后随着铬含量的 不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断得到改善。一般 不锈钢的最高铬含量为26%，更高的铬含量已没有必 要。
12
这种类型的不锈钢可借助于热处理工艺调整其性能， 使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成 型的组织状态。半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体 相变和沉淀硬化，奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通 过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性。
铬含量在17%左右，加之含有镍、钼等元素，因此， 除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏 体不锈钢。