高強螺絲是general-purpose的基礎(chǔ),制造高強螺絲的材料有鋼、不銹鋼、鈦合金和有色金屬。在高強螺絲中使用最多。螺栓的力學(xué)性能在很大程度上取決于用于制造高強螺絲的材料的質(zhì)量。長期以來,由于高強螺絲的失效和損壞造成的事故發(fā)生率很高,因此必須嚴(yán)格選擇用于制造高強螺絲的材料。在未來很長一段時間內(nèi),高強螺絲材料選用，高強螺絲仍然以鋼材為主。
　　高強螺絲必須根據(jù)國家選擇2011年10月1日正式實施的"高強螺絲機械性能螺栓,螺絲和螺柱"國標(biāo)/t3098.1-2010標(biāo)準(zhǔn)(新標(biāo)準(zhǔn));注意高強螺絲的機械性能,特別是拉伸強度的要求;同時,根據(jù)產(chǎn)品的服務(wù)環(huán)境和客戶的具體要求,包括對材料耐腐蝕性工作條件的要求,所需的工作溫度為熱材料電阻(高溫強度、抗氧化性)和低溫冷脆(低溫沖擊韌性)。
　　(1)嚴(yán)格控制硫磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
　　新標(biāo)準(zhǔn)8.8~12.9中的S和p的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.025%?，F(xiàn)有的gb/t699和gb/t3077在"優(yōu)質(zhì)鋼材"規(guī)定的S、p質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求,但gb/t3077在"高品質(zhì)鋼"和"超優(yōu)質(zhì)鋼"的要求滿足新標(biāo)準(zhǔn),gb/t699"超高品質(zhì)鋼材"能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　(2)嚴(yán)格控制脫碳層。
　　脫碳層是影響高強螺絲質(zhì)量和材料使用的重要指標(biāo)。國標(biāo)/t3098.1規(guī)定:螺紋總脫碳層的深度不得大于0.015mm,8.8和9.8級螺紋的碳層高度為1/2齒高,10.9為1/3齒高,12.9為1/4。
　　(3)嚴(yán)格控制非金屬夾雜物。
　　非金屬夾雜是引起冷鐓開裂的主要原因之一,C型(硅酸鹽)和D型(球形氧化物)夾雜的影響較大。顆粒越大,裂紋越容易開裂,2mm以內(nèi)的夾雜物不應(yīng)大于0.15μm。對于高強度高強螺絲材料,硅酸鹽夾雜物的要求不大于0.5級,球形氧化物夾雜不大于1。材料控制主要缺陷:冷鐓鋼錠型偏析、材料和退火過程中的表面脫碳、淬火和回火質(zhì)量的淬火裂紋、淬裂和變形。
　　高強螺絲材料選用
　　鋼螺栓是碳鋼,為增加強度,淬透性和鉻,鉬,鎳,錳等合金元素的合金鋼,以及耐腐蝕的不銹鋼,此外,還有添加微硼顯著提高了硼鋼的淬透性。20MnTiB、Ml20mntib、10b21和10b23硼鋼可生產(chǎn)9.8和10.9級高強度螺栓。熱處理方法是:高溫淬火,快速冷卻獲得低碳馬氏體,然后中溫回火,能滿足螺栓的使用條件。我們自主研發(fā)的鋼級20MnTiB主要用于連接,主要用于10.9級車軸輪胎螺栓、螺母和差速器螺栓。然而,螺栓的質(zhì)量與新標(biāo)準(zhǔn)的要求之間存在一定的差距,需要進(jìn)行調(diào)整。例如,新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,b的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.003%,但b最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20MnTiB鋼是0.0035%,超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。另外,20MnTiB鋼的碳質(zhì)量還沒有達(dá)到0.22%以上,不能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)來提高硬化要求。