不銹鋼基礎知識

紧固件是机械基础件，需求量很大，通常螺栓、螺钉、铆钉等为了保证安全或者一般不用考虑温度的影响恶劣的环境或其它危险的工况。常用的材料有碳素钢、低合金钢和有色金属。但在特定场合，紧固件材料需要满足严重腐蚀或高强度的条件，有许多不锈钢和超高强度不锈钢应运而生。 本文简单介绍用于紧固件生产的优良不锈钢。大多数不锈钢材料都能制成钢丝或棒材用于紧固件生产，有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。 一、 选材原则 不锈钢材料的选择主要从以下五方面来考虑。 1、 对紧固件材料在机械性能方面，特别是强度方面的要求； 2、 工况条件对材料的抗腐蚀性能方面的要求； 3、 工作温度对材料的耐热性能（高温强度、抗氧化性能）方面的要求； 4、 生产工艺方面对材料加工性能方面的要求； 5、 其它方面，例如重量、价格、采购诸因素都要考虑。 通过对这五个方面进行全面、综合的考虑后，最后确定选用紧固件的牌号、品种、规格、材料标准。 二、 奥氏体型不锈钢 常用的牌号为302、303、304、305四个牌号，即所谓的“18-8”型奥氏体不锈钢这四个牌号。不论是抗腐蚀性，还是其机械性能都相类似。选用的出发点是紧固件的生产工艺方法，而方法又取决于紧固件的尺寸和形状，同时还取决于生产的数量。 302型用于采用机械加工的螺钉和自攻螺栓。 303型为了改善切削加工性能，303型不锈钢中添加有少量的硫，用于采用棒料加工螺母。 304型适用于采用热镦工艺加工紧固件时，例如较长规格的螺栓，大直径的螺栓，它们均可能超出了冷镦工艺的范围。 305型适用于采用冷镦工艺加工紧固件时，例如冷成形螺母、六角螺栓。 309型和310型，它们的含Cr量和含Ni量都比18-8型不锈钢高，适用于高温下工作的紧固件。 316和317型，它们均含有合金元素Mo，因此它们的高温强度和耐蚀性能均比18-8型不锈钢高。 321型和347型，321型含有较稳定合金元素Ti，347型含有Nb，从而提高了材料的抗晶间腐蚀性能。适用于焊后不退火或在420～1013℃服役的紧固件。 三、 铁素体型不锈钢 430型普通铬钢，它的耐腐蚀性能和耐热性能比410型好，有磁性，但它不能够热处理强化，适用于对而耐腐蚀和耐热性能稍高的、强度要求一般的不锈钢紧固件。 四、 马氏体不锈钢 410型和416型可以热处理强化，硬度在35～45HRC，机加工性能良好，用于一般用途的耐热耐腐蚀紧固件。416型含硫量稍高，是易切削不锈钢。 420型，含硫量≧0.15%，机械性能提高，可以热处理强化，最大硬度值53～58HRC，用于要求较高强度的紧固件。 五、 沉淀硬化不锈钢 17-4PH，PH15-7Mo，它们可以得到比通常的18-8型不锈钢更高的强度，因而被用于高强度、耐腐蚀不锈钢紧固件。 A-286，一种非标准不锈钢，比常用的18-8型不锈钢有更高的耐腐蚀性能，以及在温度增高时仍具有良好的机械性能。用做高强度、耐热、耐腐蚀紧固件，可使用到650～700℃。 紧固件用不锈钢成分 牌号 C Ni Cr Mn Si S P 其它 中国牌号（近似） 302 0.15 7.0 ～ 10.0 17.0 ～ 19.0 2.0 1.0 0.03 0.045 1Cr18N9 303 0.15 8.0 ～ 10.0 17.0 ～ 19.0 2.0 1.0 0.15 0.20 Mo0.06 1Cr18Ni9 304 0.08 8.0 ～ 10.5 18.0 ～ 20.0 2.0 1.0 0.03 0.045 0Cr19Ni9 305 0.12 10.0 ～ 13.0 17.0 ～ 19.0 2.0 1.0 0.03 0.045 1Cr18Ni12 309 0.08 12.0 ～ 15.0 22.0 ～ 24.0 2.0 1.0 0.03 0.045 310 0.25 19.0 ～ 20.0 24.0 ～ 26.0 2.0 1.5 0.03 0.045 316 0.08 10.0 ～ 14.0 16.0 ～ 18.0 2.0 1.0 0.03 0.045 Mo2.0 ～ 3.0 0Cr17Ni12Mo2 317 0.03 11.0 ～ 15.0 18.0 ～ 20.0 2.0 1.0 0.03 0.045 Mo3.0 ～ 4.0 0Cr18Ni12Mo3Ti 321 0.08 9.0 ～ 12.0 17.0 ～ 19.0 2.0 1.0 0.03 0.045 Ti 0Cr18Ni9Ti 347 0.08 9.0 ～ 13.0 17.0 ～ 19.0 2.0 1.0 0.03 0.045 Nb 1Cr18Ni11Nb 430 0.12 16.0 ～ 18.0 1.0 1.0 0.03 0.04 1Cr17 410 0.15 11.5 ～ 13.5 1.0 1.0 0.03 0.04 1Cr13 416 0.15 12.0 ～ 14.0 1.25 1.25 0.15 0.04 2Cr13Ni2 420 ≧ 0.15 12.0 ～ 14.0 1.0 1.0 0.03 0.04 2Cr13 17-4PH 0.07 3.0 ～ 5.0 15.0 ～ 17.5 1.0 1.0 0.03 0.04 Cu3.0 ～ 5.0 0Cr17Ni4Cu4Nb PH15-7Mo 0.09 6.5 ～ 7.75 16.0 ～ 18.0 1.0 1.0 0.03 0.04 Al0.75 ～ 1.5 0Cr17Ni7Al A-286 0.08 24.0 ～ 27.0 13.5 ～ 16.0 2.0 2.0 0.03 0.04 Mo1.0 ～ 1.5 Ti1.9 ～ 2.35 V0.10 ～ 0.50 CH2132