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緊固件性能與材料之三：緊固件選材

2011-02-23

技術和材料作爲機械製造業的基礎，對於産品的質量和性能至關重要。近20年來，大陸引進汽車、摩托車生產線的同時，引進了相應的汽車緊固件用鋼材，並逐步實現國產化目標，其中高强度汽車緊固件國產轉化率最高，這促進了大陸鋼鐵材料及技術的發展，逐漸縮小大陸技術技術水平和材料應用水平與先進國家間的差距。 鋼材是緊固件中最基本的材料，雖然有色金屬和複合材料的應用比重在逐年增加，但高强度緊固件所用鋼材仍是無法替代的。透過先進的冶煉設備與技術，加上合理的低合金化，大陸目前的高强度緊固件更能滿足機械製造業實際使用需求。大批量螺栓生産中大都需要鐓頭，因此螺栓用鋼大多爲冷鐓鋼。由於螺栓在機械構件中起著連接、緊固、定位等作用，是應用最廣的基礎零件。在現代汽車中，40％以上的零件具有螺紋結構，除了簡單作定位的螺栓如連杆螺栓、缸蓋螺栓等，受到軸向預緊拉伸載荷的作用外，還會在工作過程中受到附加的軸向拉伸載荷、橫向剪切載荷，或由此複合的彎曲載荷作用，有時還有衝擊載荷。一般情况下，附加的橫向載荷會引起螺栓鬆動，軸向載荷會引起螺栓疲勞斷裂，而在環境介質作用下，軸向拉伸載荷則會引起螺栓延遲斷裂，以及高溫條件下的引起材料的儒變等。在降低成本的同時，緊固件使用者提出了大幅度减輕重量、超高强度，以便抵抗拉長、拉斷、滑扣和磨損並維持可靠的韌性，以减少對偏斜、缺口應力集中和表面質量的敏感性；在潮氣或腐蝕氣氛環境下的螺栓，要求優異的延遲斷裂敏感性，以及良好的冷鐓性能（變形能力和變形抗力）。