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2020
11-11
嘉信螺絲又上新產(chǎn)品了
11-06
緊固件電鍍鋅無鉻替代處理技術(shù)
眾所周知,在眾多的金屬緊固件表面防腐蝕處理工藝中,鉻酸鹽的轉(zhuǎn)化工藝是最成熟的。然而鉻酸鹽不僅對(duì)人體具有致癌作用,對(duì)環(huán)境也有極大的危害。所以對(duì)于鉻酸鹽鈍化技術(shù)的替代研究已成為當(dāng)務(wù)之急。 1、 硅酸鹽轉(zhuǎn)化膜 相對(duì)于其他轉(zhuǎn)化膜而言,我國硅酸鹽資源較為豐富,無害價(jià)廉物美,不繁殖細(xì)菌,是一種對(duì)環(huán)境友好的緩蝕劑。硅酸鹽能在鋅轉(zhuǎn)化膜表面形成耐蝕性能良好的膜層,試驗(yàn)結(jié)果證明硅酸鹽鈍化膜的耐蝕性能的確與經(jīng)鉻酸鹽處理鈍化的膜層相比耐蝕性相差不大。在鍍鋅表面通過電化學(xué)沉積的方法得到硅酸鹽轉(zhuǎn)化膜,經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膜層的耐蝕性能明顯高于蘭白色和桔黃色鉻鈍化膜。 單獨(dú)的硅酸鹽在金屬緊固件表面難于形成耐蝕性較好的轉(zhuǎn)化膜,一般不單獨(dú)使用,常與鎢酸鹽、鉬酸鹽等緩蝕劑一起使用。 2、 鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜 把鉬酸鹽作為金屬緊固件表面一種鈍化劑進(jìn)行廣泛的研究,開發(fā)出金屬表面鉬酸鹽鈍化工藝。鈍化膜主要元素為Zn、Mo和O等,鍍鋅層采用鉬酸鹽鈍化液處理后,耐蝕性明顯提高,3.5%的NcCI溶液中浸泡48h無白銹生成。 作為最有希望替代鉻酸鹽鈍化的工藝之一,鉬酸鹽鈍化工藝具有低毒且無污染,在提高金屬緊固件表面的耐蝕性、改善涂層與基體間的結(jié)合力等方面有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。但鉬酸鹽單獨(dú)使用時(shí)緩蝕效果差,用量大,價(jià)格貴,同時(shí)由于鉬酸鹽具有低毒性,因此不是最佳的鉻酸鹽替代品。 3、 稀土復(fù)合轉(zhuǎn)化膜 稀土轉(zhuǎn)化膜是隨著陽極型緩蝕劑研究進(jìn)展和稀土元素在材料科學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用研究的深入而誕生,由于稀土轉(zhuǎn)化膜具有無毒,且對(duì)人體及環(huán)境的危害較小,普遍受到國內(nèi)外學(xué)者的研究。單一稀土復(fù)合轉(zhuǎn)化膜具有優(yōu)良的外觀、良好的耐蝕性以及成膜條件簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),然而與鉻酸鹽鈍化相比,它的轉(zhuǎn)化處理工藝存在時(shí)間長(zhǎng),耐磨耐腐蝕性能差等;尤其是不具備鉻酸鹽鈍化膜特有的自愈能力。稀土轉(zhuǎn)化膜目前發(fā)展的大趨勢(shì)就是如何提高膜層的綜合性能,在這種情況下稀土復(fù)合轉(zhuǎn)化膜就應(yīng)運(yùn)而生,用磷酸鈉來處理稀土鈍化后的緊固件試樣,通過電化學(xué)測(cè)試看到腐蝕電流受到了抑制,再通過對(duì)比劃痕后腐蝕并沒有擴(kuò)大。稀土復(fù)合轉(zhuǎn)化膜能有效的解決單一稀土轉(zhuǎn)化膜與基體的結(jié)合力及耐蝕性等問題,使稀土轉(zhuǎn)化膜的應(yīng)用范圍得到了相當(dāng)大的擴(kuò)展。但要使其真正用于大規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn),還有待對(duì)其成膜及耐蝕性機(jī)理進(jìn)行更進(jìn)一步地完善。 總之,無鉻鈍化無疑是環(huán)保型鈍化發(fā)展的方向,需要繼續(xù)努力,使其能夠真正替代鉻成為綠色鈍化,硅酸鹽、鉬酸鹽、稀土鹽相結(jié)合的復(fù)合處理稀土工藝將成為無鉻鈍化的主要研究方向之一。 www.mingqijie.com.cn ?
11-04
電力鐵塔螺栓的加工難點(diǎn)
電力鐵塔螺栓的加工難點(diǎn) 目前我國用于電力鐵塔的螺栓常用強(qiáng)度等級(jí)為4.8、6.8、8.8級(jí),還有10.9級(jí)。其中6.8級(jí)、8.8級(jí)用量最多。按加工工藝區(qū)分,主要有冷鐓成形及溫鍛成形兩大類。在材料應(yīng)用上也有差異。對(duì)于4.8級(jí)螺栓,一般采用低碳鋼Q215、Q235、ML08AL和1010等;6.8、8.8級(jí)螺栓,由于材料市場(chǎng)的供應(yīng)狀況等,一般采用SWRCH35K、35、ML35鋼等;還有8.8級(jí)螺栓若采用溫鍛成形,采用SWRCH45K、45鋼等。而10.9級(jí)冷鐓成形或溫鍛成形螺栓,多數(shù)是采用40Cr、35CrMo或SCM435鋼等。 電力鐵塔的螺栓加工的合理性是保證螺栓產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。迄今為止,電力鐵塔的螺栓掉頭的事故時(shí)有發(fā)生,現(xiàn)就產(chǎn)品加工過程加工難點(diǎn)及所產(chǎn)生的應(yīng)力分析如下。 1、冷鐓成形加工工藝 ①原材料冷拉過程中因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。 ②頭部冷成形過程中因成形工藝參數(shù)的不合理,造成金屬纖維折疊過度,甚至折斷而形成的殘余應(yīng)力。 ③縮徑、螺紋擠壓成形過程中因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。 ④8.8級(jí)以上高強(qiáng)度螺栓熱處理后存在的殘余應(yīng)力。 2、溫鍛成形加工工藝 ①原材料冷拉過程中因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。 ②局部材料在短時(shí)間內(nèi)幾秒鐘內(nèi)快速加熱(900℃以上),還包括可能的過燒或欠熱現(xiàn)象,而形成的殘余應(yīng)力。 ③加熱和未加熱部份交界處所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 ④縮徑、螺紋擠壓成形過程中因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。 ⑤頭部成形過程中因成形工藝參數(shù)的不合理,造成金屬纖維過度折疊而形成的殘余應(yīng)力。 ⑥8.8級(jí)以上高強(qiáng)度螺栓熱處理后存在的殘余應(yīng)力。 3、斷口形狀 ①存在較大殘余應(yīng)力,產(chǎn)生脆斷的斷口?;旧吓c螺栓軸線垂直,拉伸屈服變形較小。斷口直徑基本無面縮現(xiàn)象,斷口位置全部位于螺紋根部,且斷口平齊,晶粒粗大,其斷口面形貌屬于脆性斷裂。 ②正常的拉伸斷口,斷裂時(shí)有明顯的延伸及斷面收縮現(xiàn)象,斷口位置在螺紋處,斷口面與螺栓軸線成一定的角度,斷口沿螺紋V型槽處斷裂,其斷口面形貌屬于韌性斷裂。 4、質(zhì)量缺陷 ①因原材料存在雜質(zhì)、細(xì)微折疊裂紋等缺陷,加上加工工藝不合理(如省去球化退火或球化退火工序參數(shù)不正確等),造成產(chǎn)品冷作硬化程度嚴(yán)重,產(chǎn)生螺栓頭部爆裂等質(zhì)量缺陷 ②頭部成形工藝參數(shù)的不合理,產(chǎn)品加工成形過程中頭部金屬纖維折疊過度甚至折斷,而產(chǎn)生應(yīng)力集中。嚴(yán)重時(shí)造成螺栓掉頭質(zhì)量問題。 ③同樣由于螺栓工藝參數(shù)的不合理使得頭部成形過程中金屬纖維折疊過度,甚至折斷以及熱處理工藝的不合理,造成高強(qiáng)度螺栓調(diào)質(zhì)時(shí)產(chǎn)生淬火開裂。 總之,電力鐵塔螺栓加工過程殘余應(yīng)力的存在,是螺栓產(chǎn)生質(zhì)量問題的主要成因,尤其是在實(shí)際使用過程,因輸電線路電纜張力、風(fēng)擺等作用,造成螺栓局部受力不均勻,致使螺栓早期失效,甚至發(fā)生突然脆斷,存在較大安全隱患。對(duì)于消除電力鐵塔螺栓加工過程殘余應(yīng)力重要性的研究日益重視,如美國標(biāo)準(zhǔn)ASTMA394-2005鋼制鍍鋅輸變電鐵塔螺栓和螺母規(guī)格、德國標(biāo)準(zhǔn)DIN7990-2008鋼結(jié)構(gòu)用帶六角螺母的六角螺栓均規(guī)定,螺栓的強(qiáng)度等級(jí)為4.8、6.8級(jí),即需對(duì)熱鍍鋅前的電力鐵塔螺栓(強(qiáng)度等級(jí)在8.8以下)進(jìn)行去應(yīng)力退火,以減少和消除殘余應(yīng)力,提高產(chǎn)品韌性。去應(yīng)力退火在冷鐓完工后,一般在550-650℃,保溫2-4h緩慢冷卻。 www.mingqijie.com.cn 湖南嘉信緊固件有限公司 ?
10-21
雙相不銹鋼的發(fā)展與緊固件的應(yīng)用
雙相不銹鋼的發(fā)展與緊固件的應(yīng)用 類別: 技術(shù)問題 一、雙相不銹鋼的發(fā)展 所謂雙相不銹鋼是在固態(tài)組織中鐵素體相于奧氏體相各一半。一般最少含量也許要達(dá)到30%。雙相不銹鋼是在18-8奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上,提高鉻含量或者加入其他鐵素體元素形成的,使鋼具有奧氏體加鐵素體雙相組織的特點(diǎn),通過正確控制化學(xué)成份和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。雙相不銹鋼由于奧氏體的存在降低了高Cr鐵素體鋼的脆性和晶粒長(zhǎng)大的傾向性,又保證其優(yōu)良的韌性和焊接性;而鐵素體的存在又提高了奧氏體的屈服強(qiáng)度、抗晶間腐蝕的能力和耐氯化物應(yīng)力腐蝕能力。 在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普遍的2205雙相不銹鋼螺栓的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼,而超級(jí)雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質(zhì)中,如醋酸、甲酸等甚至可以替代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。應(yīng)用的普遍性與多樣性不如奧氏體不銹鋼,耐熱性較低,其使用溫度須控制在300℃以下,另外,其塑韌性較奧氏體不銹鋼差,冷加工比奧氏體不銹鋼的加工硬化效應(yīng)大。在冷鐓變形初期,需要施加較大的力才能變形,但內(nèi)應(yīng)力較大,還需去應(yīng)力回火。含25%Cr的雙相不銹鋼比奧氏體不銹鋼熱加工困難,合金元素含量高,并且價(jià)格相對(duì)高,一般鐵素體不含鎳。 迄今為止,雙相不銹鋼的發(fā)展經(jīng)歷了三代,目前世界各國均有其牌號(hào)。典型的雙相不銹鋼可分為四類: 第一類屬低合金型。代表牌號(hào)是UNS U32304(23Cr4Ni0.1N),鋼中不含鉬,耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PRE值為24-25,在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304(0Cr18Ni9)或316(0Cr17Ni12Mo2)使用。 第二類屬中合金型。代表牌號(hào)是UNS U31803(22Cr5Ni3Mo0.15N),PRE值為32-33,它的耐蝕性能介于AISI316L(00Cr17Ni14Mo2)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼)之間。 第三類屬高合金型。一般含25% Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)有UNS U32550(25Cr6Ni3Mo2Cu0.2N), PRE值為38-39,這類鋼的耐蝕能力高于22% Cr的雙相不銹鋼。 第四類屬超級(jí)雙相不銹鋼型。含高鉬和氮,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)是UNS U32750(25Cr7Ni4Mo0.3N),有的也含有鎢和銅,PRE值大于40%,可適用于苛刻的介質(zhì)條件下,具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能,可與超級(jí)奧氏體不銹鋼相媲美。 二、雙相不銹鋼緊固件的應(yīng)用 雙相不銹鋼經(jīng)過了幾十年的研制和開發(fā)己在化石油、造紙、能源、船舶、軍事等工業(yè)領(lǐng)域取得了一之地,而且其應(yīng)用的范圍也正在不斷擴(kuò)大。在石油化工上的應(yīng)用瑞典將3RE60 鋼用于煉油廠的原油脫鹽、加氫脫(HOS)、廢水處理、脫蠟等裝置上的緊固件,主要用作熱交換塔頂冷卻器、廢水冷卻器等螺栓、螺母,也用作氯乙烯預(yù)冷凝甲醇反應(yīng)器觸媒管、生產(chǎn)苯的冷卻盤管等緊固件。此外有用3R E6和SAF2205 鋼制造氫裂化和加氫裝置的空冷器(REAC) 的管束、管板和封頭等緊固件,如秦山核電公司的J一L臺(tái)空冷器上的螺栓(介質(zhì)為:65%一85 %的氫、碳?xì)湮铩Zs,壓力為5一8 MPa,溫度為:110~205℃)已用了8一10 年。 1、在低濃度氯化物環(huán)境中的應(yīng)用 在含有氯化物的工業(yè)用水環(huán)境條件下引起應(yīng)力腐的事例是相當(dāng)多的,用雙相不銹鋼可代替304L、316L鋼解決這方面的腐蝕問題,尤其是適用于由孔蝕起的應(yīng)力腐蝕,其中3RE60(加氮)8AF2208鋼多于化工和石化廠的熱交換器管材、高壓釜上的緊固件。 2、在海水腐蝕條件下的應(yīng)用 海水是自然環(huán)境中腐蝕性最強(qiáng)的介質(zhì)之一,尤其有海洋生物附著的表面上,304 鋼和316 很容易生縫隙腐蝕,而對(duì)于熱海水介質(zhì)中的緊固件則要求材料具有更的耐孔蝕、縫隙腐蝕性能。目前,25%Cr 型雙相不銹鋼適用于制造海水泵、軸、船用推進(jìn)器等緊固件。如用329JI鋼制造化工廠和船用海交換器或海水冷卻管緊固件,以部分代替鋁銅緊固件。我國上海石化總廠用0Cr25 Ni7Mo3 WCuN鋼制造的海水熱交換器,至今已使用8 年,效果良好。 3、 在酸性油氣井上的應(yīng)用 雙相不銹鋼SAF2205 主要用于油、氣井的管道和緊固件,如用于生產(chǎn)天然氣的空冷器、輸送管道等螺栓,還有如酸性氣井的搖臂支架等緊固件。近年來,UR52N+超級(jí)雙相不銹鋼用于北海油田的集油、集氣和水混合物的輸送管線及海岸設(shè)施等緊固件。 4、在高腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用 雙相不銹鋼在硝酸、尿素、磷酸、醋酸等要求高腐蝕的環(huán)境中已廣泛使用,如我國開發(fā)的NAR一SN一5(27Cr一SNi一N) 鋼已在生產(chǎn)硝酸的設(shè)備上緊固件應(yīng)用,上海電氣公司則用雙相不銹鋼制造高壓冷凝器和高壓分解塔等或緊固件。
10-14
緊固件表面處理的機(jī)械鍍鋅
緊固件表面處理的機(jī)械鍍鋅 本文摘自于金蜘蛛技術(shù)篇 1、緊固件表面處理工藝選擇的要求 眾所周知,緊固件表面處理是指通過特定的物理和化學(xué)手段,在工件表面形成一層保護(hù)膜,達(dá)到防腐蝕的效果。緊固件表面處理工藝選擇的要求:首先,更長(zhǎng)的服役期限。緊固件服役4年要維持原來的外觀;服役6年應(yīng)保證手動(dòng)工具容易拆卸;服役10年必須保證安全連接。其次,環(huán)保要求。不符合環(huán)保指令、含有有害、有毒物質(zhì)的緊固件產(chǎn)品均不允許進(jìn)入市場(chǎng)。再次,便于自動(dòng)化裝配。如汽車螺栓采用機(jī)器人或自動(dòng)化工具裝配時(shí),每次裝配時(shí)的扭矩應(yīng)基本一致,鍍層產(chǎn)生的摩擦因數(shù)不能太大,螺紋部位的鍍層不能影響裝配。 2、選擇緊固件表面鍍鋅處理的原則 ①鍍鋅層的厚度和經(jīng)濟(jì)性。鍍鋅層厚度的確定主要由環(huán)境而定。一般室內(nèi)以裝飾和防腐并重。戶外因服役環(huán)境相對(duì)惡劣,鍍鋅以防腐為主,可以選擇熱浸鍍鋅、滲鋅和機(jī)械鍍鋅。由于在使用和制造過程中,熱浸鍍鋅處理暴露的許多缺陷,也促進(jìn)了機(jī)械鍍鋅、滲鋅工藝的快速發(fā)展。 ②螺紋緊固件選擇機(jī)械鍍鋅,效率高,成本低,且配合互換性良好;對(duì)于高強(qiáng)度螺栓,不會(huì)產(chǎn)生氫脆,不會(huì)因加熱使強(qiáng)度降低。如螺栓熱浸鍍鋅層表面起瘤、厚度極不均勻,改用機(jī)械鍍鋅后鍍層外觀得到明顯改善。 3、機(jī)械鍍鋅加工工藝特點(diǎn) 機(jī)械鍍鋅的工藝特點(diǎn)是室溫條件生產(chǎn)操作、鍍層不屬于電沉積,是由裝配零件的鍍筒的旋轉(zhuǎn),使筒內(nèi)的螺栓或螺母與介質(zhì)的相互碰撞,實(shí)現(xiàn)機(jī)械能傳遞來形成鍍層。鍍層結(jié)構(gòu)為微粒級(jí)球形鋅粉受機(jī)械力傳遞碰撞變形、成為扁平、碟形鋅顆粒的層狀疊加來凝結(jié)為鍍層,這種結(jié)構(gòu)鍍層具有金屬鋅的基本物理特征,鍍層的功能作用是為鐵基緊固件提供防腐蝕要求的陽極性保護(hù)鍍層。 對(duì)高強(qiáng)度緊固件不產(chǎn)生氫脆危害及小型可滾鍍螺栓的重度防腐鍍層(25-110μm)替代熱浸鍍鋅工藝,具有實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。 .4、機(jī)械鍍鋅與其它表面處理對(duì)比應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 與電鍍鋅的對(duì)比優(yōu)勢(shì)? 在工業(yè)應(yīng)用上,電鍍鋅過程將在陰極析出氫氣,這會(huì)對(duì)作為陰極上受鍍的高強(qiáng)鋼零件產(chǎn)生滲氫作用,結(jié)果使這種高強(qiáng)度螺栓在使用過程中產(chǎn)生氫脆斷裂而引發(fā)事故(目前國內(nèi)時(shí)有發(fā)生高強(qiáng)度螺栓在使用過程中的斷裂事故,這與采用電鍍鋅工藝有相當(dāng)關(guān)系)。機(jī)械鍍鋅工藝對(duì)高強(qiáng)度螺栓的鍍覆不產(chǎn)生氫危害,這一功能優(yōu)勢(shì),電鍍鋅是不可比擬的。另外,對(duì)比電鍍鋅,機(jī)械鍍鋅工藝的優(yōu)勢(shì)是:操作簡(jiǎn)單、對(duì)細(xì)小零件的滾鍍更易控制,能耗少、30min時(shí)間就可以完成50μm鍍層厚度的鍍覆。? 與熱浸鍍鋅的對(duì)比優(yōu)勢(shì)? 熱浸鍍鋅工藝的鍍鋅層,是用于鋼鐵件長(zhǎng)期戶外防腐蝕鍍層工藝,這種工藝用在大型鋼鐵件(輸電鐵塔、工程鋼結(jié)構(gòu)等)鍍鋅防腐上,不容質(zhì)疑。但在戶外使用緊固件的熱鍍浸鋅上,國內(nèi)工藝過程實(shí)施、基本是手工操作,加上熱浸鍍鋅工藝過程的特征,與機(jī)械鍍鋅工藝的特點(diǎn)比較,就呈現(xiàn)出工藝應(yīng)用的差異問題,如:熱浸鍍鋅鍍墊片類、細(xì)小類零件時(shí),零件易粘連,鍍螺紋零件,熔融鋅鍍層會(huì)堵塞螺紋、對(duì)螺母,必須鍍后重新套螺紋扣;煙塵、粉塵、金屬熱蒸汽污染嚴(yán)重,而機(jī)械鍍鋅工藝則不存在這類缺點(diǎn),此外,機(jī)械鍍鋅鍍層表面要比熱浸鍍鋅表面光滑、光亮;對(duì)環(huán)保來講,是具有相當(dāng)可比性的清潔工藝。 從功能上,高溫熔融的熱鍍鋅過程會(huì)對(duì)、高強(qiáng)度緊固件的表面造成回火變軟,如8.8級(jí)高強(qiáng)鋼高速公路護(hù)欄緊固件,采用熱浸鍍鋅時(shí),按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的拉力試驗(yàn),就反映出產(chǎn)品質(zhì)量不合格或不穩(wěn)定性。機(jī)械鍍鋅是室溫條件操作,就不會(huì)對(duì)零件的表面造成回火影響。 機(jī)械鍍鋅鍍層還具有抗大氣酸雨的功能,通過試驗(yàn)對(duì)比,它的抗菌素酸雨能力是熱浸鍍鋅層的3倍,如相同鍍層厚度的機(jī)械鍍鋅零件與熱浸鍍鋅零件在10%~15%的稀硫酸溶液中浸泡,其酸腐蝕露鐵時(shí)間,機(jī)械鍍鋅層比熱浸貿(mào)然鋅層將延遲3倍.這種抗酸雨功能應(yīng)用于大氣酸雨嚴(yán)重的戶外電力鐵塔緊固件將尤為重要。對(duì)比事例說明,要求長(zhǎng)期防腐蝕的戶外應(yīng)用緊固件的鍍鋅防腐,完全可以用機(jī)械鍍鋅替代熱浸鍍鋅。? www.mingqijie.com.cn 湖南嘉信緊固件有限公司
10-09
不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)鈍化技術(shù)
不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)鈍化技術(shù) 1、引言 不銹鋼緊固件表面的致密鈍化膜能極大地提高其均勻腐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于建材、交通、汽車、家電等領(lǐng)域。當(dāng)鈍化膜破損并遇到侵蝕性陰離子如CI-時(shí),會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕,容易引發(fā)其他形式的腐蝕,從而影響不銹鋼緊固件或其成品的應(yīng)用。 電化學(xué)鈍化效果好、處理時(shí)間短,是不銹鋼緊固件鈍化的研究課題。在不銹鋼表面作電化學(xué)拋光,同時(shí)形成的致密、均勻鈍化膜的電化學(xué)拋光技術(shù)具有一定的應(yīng)用前景,但目前這種處理技術(shù)大多在實(shí)驗(yàn)室、車間電解槽內(nèi)完成的,已安裝在現(xiàn)場(chǎng)的不銹鋼緊固件或其成品,難以拆下在實(shí)驗(yàn)室或車間做電化學(xué)拋光鈍化,在一定程度上限制了該技術(shù)的應(yīng)用?!半娀瘜W(xué)刷鈍化”技術(shù)結(jié)合電化學(xué)拋光原理,將電解液儲(chǔ)存于刷子內(nèi),加上電極及電源后,可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼緊固件或其成品進(jìn)行鈍化。 2、試驗(yàn) 自制電化學(xué)刷鈍化裝置。采用304不銹鋼尺寸為100*40*2(mm)樣品,作為陽極與電源正極相連,(電源為1800W,直流可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓穩(wěn)流電源),用800#水砂紙打磨。電化學(xué)刷鈍化時(shí),將電極刷與電源負(fù)極相連,用供液泵將鈍化液注入到電極刷中,電極刷與不銹鋼表面輕輕接觸,調(diào)節(jié)恒流電源至設(shè)定參數(shù),進(jìn)行鈍化處理。為適用于現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼圓柱形螺釘、螺栓,可將電極刷制成弧面狀。 現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化,鈍化液:15%~20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))濃硫酸,60%~70%濃磷酸,5%~23%甘油,2%~5%添加劑。鈍化參數(shù):電壓3~12V,電流密度0.3A/cm2左右;陰陽極及間距為1cm,時(shí)間5~10min,溫度60~70℃。另用酸洗鈍化膏(主要成分為氫氟酸和硝酸)對(duì)不銹鋼螺釘進(jìn)行鈍化處理,用作對(duì)比研究。 3、結(jié)果 用掃描電鏡觀察電化學(xué)刷鈍化膜的AFM 表面形貌(AFM全稱Atomic Force Microscope,即原子力顯微鏡,它是一種具有原子級(jí)高分辨的新型儀器),酸洗鈍化表面粗糙度平均值Ra=0.15μm,最大值Rmax=1.55μm, 電化學(xué)刷鈍化Ra=0.01μm, Rmax最大值=0.13μm, 電化學(xué)刷鈍化后表面粗糙度明顯降低,表面趨于平整,不利于大氣或介質(zhì)中危險(xiǎn)元素離子(如鹵素離子)的積聚,從而提高了不銹鋼螺釘?shù)哪透g性能。 點(diǎn)蝕電位檢測(cè),未鈍化的304不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能最差,其點(diǎn)蝕電位約為140mV;酸洗鈍化304不銹鋼的點(diǎn)蝕電位性能提高至450 mV;電化學(xué)刷鈍化304不銹鋼的點(diǎn)蝕電位性能最高,達(dá)到570 mV。由此可見,304不銹鋼經(jīng)電化學(xué)刷鈍化后的耐蝕性能優(yōu)于酸洗鈍化的,且不銹鋼緊固件或其成品現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化技術(shù)能大幅提高304不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。 4、結(jié)語 ①現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不銹鋼緊固件或其成品表面實(shí)施電化學(xué)刷鈍化,形成了一層以鉻氧化物為主的富鉻膜,這是其提高不銹鋼耐蝕性能的主要因素。 ②不銹鋼緊固件或其成品表面實(shí)施電化學(xué)刷鈍化膜的微觀表面粗糙度比酸洗鈍化膜的顯著降低,聚積危險(xiǎn)元素離子(如鹵素離子等)的可能性降低?,F(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化比酸洗鈍化更能提高304不銹鋼的點(diǎn)蝕性能。 ?
10-07
非調(diào)質(zhì)鋼制螺栓時(shí)效溫度對(duì)沖擊韌性的影響
非調(diào)質(zhì)鋼制螺栓時(shí)效溫度對(duì)沖擊韌性的影響 ? 1、問題的提出? 高強(qiáng)度螺栓用非調(diào)質(zhì)鋼主要是冷作細(xì)晶非調(diào)質(zhì)鋼,可省略螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火并回火處理,且可減輕螺紋牙尖的脫碳傾向,提高螺栓成品率,經(jīng)濟(jì)效率十分明顯。? 非調(diào)質(zhì)鋼常用的微合金化元素有:Ti、Nb、V、B等。在軋制前的加熱過程中應(yīng)保證微合金化元素充分固溶,隨后在控制軋制、冷卻過程中析出彌散微細(xì)的微合金化元素碳氮化物,抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大,得到細(xì)小的晶粒,在提高螺栓鋼強(qiáng)度的同時(shí)又能改善韌塑性。? 如馬鋼生產(chǎn)的MFT8、 MFT9非調(diào)質(zhì)鋼,在汽車制造工業(yè)中獲得迅速發(fā)展和應(yīng)用;非調(diào)質(zhì)鋼制造的螺栓主要為7T級(jí)和8.8級(jí),少量9.8 級(jí)雙頭、U型螺栓也采用非調(diào)質(zhì)鋼制造。時(shí)效處理是非調(diào)質(zhì)鋼緊固件的最后一道工序,也是非調(diào)質(zhì)鋼緊固件強(qiáng)化的重要工藝之一。由標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3098.22—2009《緊固件機(jī)械性能 細(xì)晶非調(diào)質(zhì)鋼螺栓、螺釘和螺柱》和文獻(xiàn)可知,通過冷拉變形和時(shí)效處理制備的非調(diào)質(zhì)鋼螺栓強(qiáng)度、塑性能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求(如8.8級(jí),9.8級(jí)),然而對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼螺栓的沖擊韌性卻少有研討。? 螺栓在交變載荷下會(huì)引為震動(dòng)而相互撞擊,需承受較大沖擊力,易發(fā)生沖擊斷裂失效,故螺栓的沖擊韌性直接影響到車輛的安全系數(shù)。因此,研究非調(diào)質(zhì)鋼螺栓的沖擊韌性具有實(shí)際和工程應(yīng)用意義。? 選用典型的細(xì)晶非調(diào)質(zhì)鋼材牌號(hào)化學(xué)成分,見表1。? ? 2、試驗(yàn)結(jié)果與討論? 從冷拔后的線材上切取時(shí)效處理試樣,在熱處理網(wǎng)帶爐中分別進(jìn)行250℃X3h、300℃X3h、350℃X3h的時(shí)效處理(時(shí)間為網(wǎng)帶回火爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間)。根據(jù)GB/T229-2007標(biāo)準(zhǔn)加工沖擊試樣,尺寸為55mm X 5mm X10mm,采用V形缺口,選擇沖擊能量為150J的落錘,記錄沖擊吸收能量Akv。 時(shí)效與未時(shí)效處理試樣相比,在250℃時(shí)效處理試樣的沖擊吸收能量沒有明顯變化,均為23J;時(shí)效溫度升高至300℃時(shí),沖擊吸收能量增大至25.5J,比時(shí)效處理前提高了約10.9%,繼續(xù)升高時(shí)效溫度,沖擊吸收能量又出現(xiàn)降低為23~24J。? 時(shí)效溫度對(duì)沖擊吸收能量的影響也反映在沖擊斷口形貌中,未時(shí)效處理試樣斷口中纖維區(qū)面積較少,剪切唇區(qū)不明顯,放射區(qū)較大;隨著時(shí)效處理溫度提高,試樣斷口中纖維區(qū)面積逐漸增大,放射區(qū)逐漸減小;當(dāng)溫度升高到300℃后,其試樣斷口中纖維區(qū)面積最大,且放射區(qū)面積最?。粫r(shí)效處理溫度繼續(xù)升高,纖維區(qū)面積又出現(xiàn)減小而放射區(qū)面積又增大。 時(shí)效處理對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼螺栓沖擊韌性的影響主要?dú)w因于時(shí)效處理引起的顯微組織變化。一方面,時(shí)效處理后位錯(cuò)密度的降低會(huì)引起位錯(cuò)間交互作用的幾率減小,位錯(cuò)易于運(yùn)動(dòng),同時(shí)位錯(cuò)密度的降低還會(huì)使位錯(cuò)塞積數(shù)目減少,應(yīng)力集中降低,有助于改善韌性;另一方面,尺寸較小的亞結(jié)構(gòu)形成,會(huì)使亞晶界總面積增大,裂紋擴(kuò)展阻力增大,裂紋萌生推遲,斷裂應(yīng)力增大,從而提高螺栓材料的韌性。? 3、結(jié)束語? 對(duì)于較低溫度時(shí)效處理的試樣(250℃X3h),由于溫度低,鐵素體內(nèi)部位錯(cuò)相互作用不充分,只有部分穩(wěn)定或亞穩(wěn)定狀態(tài)的組織結(jié)構(gòu)形成,因此,其沖擊韌性未達(dá)到最佳值。而當(dāng)時(shí)效處理溫度較高時(shí)(350℃X3h),螺栓材料強(qiáng)度會(huì)明顯降低,因此,其沖擊韌性也會(huì)相應(yīng)惡化。 隨時(shí)效處理溫度的升高,試樣螺栓材料的沖擊韌性先增后降低,經(jīng)300℃X3h時(shí)效處理后具有較好的沖擊韌性,沖擊吸收能量為25.5J,比時(shí)效前提高了約10.9%,這主要是因?yàn)闀r(shí)效處理后位錯(cuò)密度降低和尺寸較小的亞結(jié)構(gòu)形成所致。 ?
10-05
熱處理對(duì)提高螺栓疲勞強(qiáng)度的影響
熱處理對(duì)提高螺栓疲勞強(qiáng)度的影響 螺栓的疲勞強(qiáng)度一直以來都是受到重視的問題,有數(shù)據(jù)表明螺栓的失效絕大多數(shù)是由于疲勞破壞引起的,且疲勞破壞時(shí)螺栓幾乎無征兆,因此重大事故很容易在產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)發(fā)生。熱處理能夠優(yōu)化緊固件材料性能,使其疲勞強(qiáng)度提高,針對(duì)高強(qiáng)度螺栓越來越高的使用要求,通過熱處理提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度更顯十分重要。 1、材料疲勞裂紋的萌生 疲勞裂紋最先開始的地方稱為疲勞源,疲勞源對(duì)于螺栓微觀結(jié)構(gòu)組織很敏感,能在很小的尺度下萌生疲勞裂紋,一般在3~5個(gè)晶粒尺寸內(nèi),螺栓表面質(zhì)量問題是主要的疲勞源,大部分的疲勞始于螺栓表面或者亞表面。螺栓材料晶體內(nèi)部存在的大量位錯(cuò)和一些合金元素或雜質(zhì),晶界強(qiáng)度差異,這些因素都有可能導(dǎo)致疲勞裂紋萌生。研究表明,疲勞裂紋易發(fā)位置有:晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞,這些位置都與材料復(fù)雜多變的微觀組織有關(guān)。如果熱處理后能夠改善微觀組織,那么就能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度。 2、脫碳對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 螺栓表面脫碳會(huì)降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性,并顯著降低螺栓疲勞強(qiáng)度。GB/T3098.1標(biāo)準(zhǔn)中就有針對(duì)螺栓性能的脫碳試驗(yàn),并規(guī)定最大脫碳層深度。大量的文獻(xiàn)資料表明,由于不當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞?,使得螺栓表面脫碳和表面質(zhì)量下降,從而使其疲勞強(qiáng)度降低。在分析42CrMoA風(fēng)電機(jī)組高強(qiáng)度螺栓斷裂失效原因時(shí),發(fā)現(xiàn)在頭桿交接處是因?yàn)榇嬖诿撎紝?。Fe3C在高溫下能與O2、H2O、H2發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致螺栓材料內(nèi)部Fe3C的減少,從而增加了螺栓材料的鐵素體相,降低螺栓材料強(qiáng)度,容易引發(fā)微裂紋。在熱處理過程中控制好加熱溫度,同時(shí)必須采用可控氣氛保護(hù)加熱能夠很好地解決這一問題。 3、熱處理對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 在對(duì)螺栓疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析時(shí),發(fā)現(xiàn)提高螺栓的靜載荷承受能力可通過提高硬度來實(shí)現(xiàn),而疲勞強(qiáng)度的提高并不能通過提高硬度的方法。因?yàn)槁菟ㄓ腥笨趹?yīng)力會(huì)引起較大的應(yīng)力集中,對(duì)于沒有應(yīng)力集中的樣品提高硬度是能夠提高其疲勞強(qiáng)度的。 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo),是材料抵抗比它更硬物體壓入的能力,硬度高低也同樣反映了金屬材料的強(qiáng)度、塑性的大小。螺栓表面的應(yīng)力集中會(huì)降低其表面強(qiáng)度,在受到交變的動(dòng)載荷時(shí),在缺口應(yīng)力集中部位不斷發(fā)生微變形和恢復(fù)的過程,且其受到的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無應(yīng)力集中的部位,從而容易導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生。 緊固件通過熱處理調(diào)質(zhì)改善顯微組織,并具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,可以提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度,合理控制晶粒尺寸以保證低溫沖擊功,也能獲得較高的沖擊韌性。合理的熱處理細(xì)化晶粒,縮短晶界距離能阻止疲勞裂紋的產(chǎn)生,在材料內(nèi)部如果存在一定量的晶須或第二項(xiàng)顆粒,這些加入的相便可以在一定程度上阻止駐留滑移帶的滑移,從而阻止了微裂紋的萌生和擴(kuò)展。 4、結(jié)論 疲勞裂紋總是萌生于材料中最薄弱環(huán)節(jié),螺栓因?yàn)楸砻婊虼伪砻娴娜毕萑菀桩a(chǎn)生裂紋,材料內(nèi)部容易產(chǎn)生駐留滑移帶、晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞處,因?yàn)檫@些位置容易導(dǎo)致應(yīng)力集中。 熱處理對(duì)螺栓材料疲勞強(qiáng)度的影響較大,在熱處理過程中,要根據(jù)螺栓性能來具體確定熱處理工藝。初始疲勞裂紋的產(chǎn)生是由于螺栓材料微觀組織缺陷導(dǎo)致應(yīng)力集中引起的。熱處理是一種優(yōu)化緊固件組織的方法,能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞性能,提高產(chǎn)品的壽命。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看能夠節(jié)約資源,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 ?
10-03
嘉信螺絲祝您雙節(jié)快樂
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10-01
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