2024-06-No2-扣件知識文章

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件知識文章 (2024-06-No-2)：

#知識主題 : #含鈦耐大氣腐蝕14.9級高強度螺栓用鋼生產方法

隨著工業的快速發展，對於高強度螺栓的需求日益增長，尤其是在汽車、風電、建築等領域，傳統高強度螺栓多採用塗層防腐，存在成本高、易老化、維護不便等問題，且塗層過程中引入的氫可能導致延遲斷裂，因此有開發兼具耐大氣腐蝕和耐延遲斷裂性能的14.9級高強度螺栓用鋼需求。

張等人[1]提出一種含鈦耐大氣腐蝕14.9級高強度螺栓用鋼及其生產方法，所得鋼材具有良好的強度、韌性、耐延遲斷裂性能和耐蝕性能。

在42CrMo鋼基礎上進行：

• (1) 降低Mn元素含量，同時控制雜質元素P、S等的含量，減少晶界偏析，防止晶界脆化。
• (2) 加入V、Ti等細化晶粒元素，生成彌散析出的碳氮化物以細化沃斯田鐵晶粒，提高強度與韌性，也可作為氫陷阱，抑制氫的擴散並使氫均勻分佈，提高抗氫致延遲斷裂性能。
• (3) 提高Mo元素含量，減少鋼表面侵入的氫量，抑制腐蝕坑生成，同時添加抗回火軟化能力強的元素V，可提高回火溫度，細化均勻球化碳化物。
• (4) 添加Ni、Cu等元素，提高其耐大氣腐蝕能力，同時獲得較高的缺口韌性。

其熱處理後機械性質：

• (1) 抗拉強度 Rm≥1400MPa，屈強比(降伏強度與抗拉強度的比值) RP0.2/Rm≥0.9。
• (2) 斷後伸長率A≥10％，斷面收縮率Z≥45％。
• (3) 鋼材的沃斯田鐵晶粒度大於等於10 .0級。
• (4) 常溫衝擊吸收功 KV2≥45J。
• (5) 在650MPa循環應力條件下疲勞壽命≥1000萬次。
• (6) 耐大氣腐蝕指數I≥6.8。

其生產方法為：

配料 --> 電爐冶煉 --> LF+RH真空精煉 --> 大圓坯連鑄 --> 加熱 --> 初軋開胚 --> 連軋 --> 軋製方胚 --> 
探傷、修磨 --> 高線加熱爐加熱 --> 控軋控冷 --> 減定徑機 --> 吐絲機 (形成盤條成品) --> 包裝入庫。

軋製時鋼胚加熱溫度範圍為1050-1150℃；在950℃以上完成粗、中軋機軋製；精軋機採用低溫控制軋製。

其熱處理條件：

• (1) 退火溫度 850°C，爐冷至室溫。
• (2) 淬火溫度 900℃ +/- 30℃、油淬火。
• (3) 回火溫度610℃+/- 10℃，維持120分鐘後，隨空氣自然冷卻。

其化學成分為：

• C 0 .45％～0 .50％、Si≤0 .10％、Mn 0 .40％～0 .70％、Cr 1 .20％～1 .50％、
  Mo 0 .80～1 .00％、V 0 .20％～0 .40％、Ti 0 .030～0 .050％、Ni0 .20％～0 .30％ 、
  Cu 0 .15％～0 .35％ 、Alt 0 .015％～0 .040％、P≤0 .010％、S≤0 .010％％、O≤0 .0015％、
  N≤0 .006％，其餘為Fe及其它不可避免的雜質。

應用該技術，可協助產業透過『含鈦耐大氣腐蝕14.9級高強度螺栓用鋼生產方法』，建立『熱處理技術』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

----

#參考資料：

[1] 張曉瑞, 汪開忠, 于同仁, 尹德福, 姜婷, 龔夢強, 郭湛, 丁雷孫凱, 余良其, 20200331, 一種含鈦耐大氣腐蝕14.9級高強度螺栓用鋼及其生產方法, CN110938732, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司, https://patents.google.com/patent/CN110938732A/

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2024-06-No2, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_989cf159-ae2d-4289-ad11-d8107eac3712

----

Tag: #Fastener, #Bolt, #HeatTreatment.

----