据此,将试制螺栓的淬火温度确定在870℃~880℃,回火温度确定在630℃~650℃以保证获得870MPa以上的强度,以及较高的韧度和塑性。不同热处理工艺状态下的力学性能见表3。标准中B7、B7M规定硬度要求,只有上限没有下限,主要是在保证强度的前提下,确保塑性指标。
热处理在JN—660—QF网带炉进行,时间、碳势和温度等参数可在PLC系统的程序内设定并执行,工艺程序均可在电脑屏幕上显示并具有故障自诊断功能,时间由变频器控制,碳势由PVH碳控仪控制,信号由反应灵敏的氧探头传递及转换。保护气氛用甲醇和甲苯,其中甲醇为稀释剂,甲苯为富化气。淬火加热时,碳势设定0.42%~0.45%,热处理工艺参数见表4。
3.2螺栓的抗拉强度及工艺影响
通常,高强度螺栓的滚丝是在热处理后进行,使螺纹获得滚丝压应力,以提高螺栓的强度,特别是疲劳强度。但对滚丝模要求较高;而热处理前滚丝因螺栓硬度较低,滚丝容易实现。表5给出了美制3/4螺栓热处理后的硬度和热处理前、后滚丝的抗拉强度。可以看出,热处理前滚丝的螺栓其抗拉强度低于热处理后滚丝的螺栓,这是由于在随后的热处理过程中,螺纹处的滚丝压应力消除及螺纺处减碳等因素影响所致。
达克罗涂层具有高耐蚀性、高耐热性、高耐候性、无氢脆与环保等优点,是高强度紧固件表面处理首选取。通常其耐盐雾腐蚀性能高达500小时以上,因达克罗成膜温度为300℃左右,涂层在高温下不易被破坏,表现出优异的高温防腐性能。试验结果表明,螺栓表面经“达克罗”处理后,抗拉强度并无明显变化。见表5。
3.3螺母的保证载荷试验
保证载荷试验是判断螺母的保证应力是否合格,加载保证一定时间后的抗变形能力。按国家标准规定,沿螺母轴线方向施加保证载荷,保持15S后,螺母应能承受该载荷而不得脱扣或断裂。试验表明,本文工艺条件下B7、B7M螺母均能满足要求。
4.结语
(1)增加硬度(不大于35HRC)能显著提高螺栓的抗拉强度,但螺栓系多缺口零件,应力集中较大,应力集中的不利影响大于增加硬度而提高螺栓疲劳强度的有利效果,所以在保证强度的前提下,应确保塑性指标。
(2)B7、B7M螺栓类紧固件热处理宜选择870~880℃淬火,640~650℃回火,螺栓宜选择27~30HRC硬度,螺母则选择25~28HRC硬度范围。
(3)螺栓热处理后滚丝与热处理前滚丝比较,前者抗拉强度值较高,缺口敏感性较低。
(4)高温回火时,有回火脆性发展特殊碳化物析出的倾向,出炉时应快速冷却。长时间高温回火会引起晶粒和碳化物相的粗化,增加钢的脆性、降低韧性。 【MechNet】 |