王利
【摘 要】SCM435材料是乘用车10.9级和12.9级螺栓常用材料,通过采取不同材料改制工艺使热轧态SCM435获得不同的球化组织,使用这些不同球化组织的材料生产相同的螺栓,研究分析螺栓金相组织、力学性能和疲劳性能的差异. 【期刊名称】《热处理技术与装备》
【年(卷),期】2017(038)002
【总页数】4页(P19-22)
【关键词】天然气加气机循环氢压缩机SCM435材料;球化组织;力学性能
【作 者】泡钉王利
【作者单位】富奥汽车零部件股份有限公司紧固件分公司,吉林吉林132012
【正文语种】中 文
【中图分类】TG113.25;TG115.21
乘用车用的10.9级和12.9级螺栓通常采用SCM435材料，由于SCM435添加了Cr、Mo等合金元素，因此相比碳结构钢和ML40Cr有更好的淬透性以及更优越的综合机械性能[1-2]。目前紧固件企业通常购买热轧状态的材料经过改制形成冷料后冷镦生产螺栓。改制后的材料通常具有球化组织，球状碳化物的形态及分布受材料改制工艺影响很大，因此使用不同球化状态的材料生产相同的螺栓后对比金相组织、力学性能和疲劳性能，可分析出不同球化状态对紧固件成品的影响。
选用宝山钢铁公司生产φ9 mm的SCM435热轧材料，脱碳0.05 mm，表面无划伤、裂纹等缺陷，冷顶锻1/2无裂纹产生，有工艺允许的少量D类夹杂物，组织为热轧态铁素体+珠光体，无贝氏体等异常组织，无明显偏析，因此各项检验符合标准要求，见表1[3-4]。SCM435原材料夹杂物、金相组织和偏析情况见图1。
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通过调节不同材料压缩比以及球化退火工艺制备出不同的材料组织，SCM435材料的改制工艺见表2。按标准JB/T 5074—2007的方法对组织进行评定[5]。
不同球化状态的SCM435材料的金相图片见图2。由金相分析可知，5级材料的碳化物比4级材料的碳化物细小且分布均匀，3.5级材料碳化物部分球化，尚有部分片状珠光体。
将各种材料冷镦成M8螺栓，并采用台湾迦南公司生产的JN-880-QF连续式网带炉调质。表3为螺栓调质后的硬度，不同组织冷料生产螺栓的调质硬度基本相同。
图3为不同球化状态材料生产的调质螺栓的金相组织，组织均以回火索氏体为主，按标准JB/T7293.3—2014[6]中第二级别图评定:3.5级、4级和5级材料生产的螺栓，调质组织分别为3级、3级和2级。在870 ℃淬火，保温80 min，510 ℃回火，保温85 min条件下，碳化物颗粒基本溶解在奥氏体中，因此均在合格范围内。
对调质螺纹进行拉伸试验，结果见表4。3.5级、4级和5级材料对应的螺栓抗拉强度Rm均值分别为1174、1161和1159 MPa，即不同材料状态的调质螺纹Rm为3.5级>4级>5级。
3.5级、4级和5级材料对应的螺栓屈服强度Rel均值分别为962、967和987 MPa，即不同材料状态的调质螺纹Rel为5级>4级>3.5级。
3.5级、4级和5级材料对应的螺栓屈强比分别为0.819、0.833和0.852。可以看出，5级材料
对应的螺栓屈强比最高，有助于克服在装配和服役过程中容易造成的变形、断裂等缺陷；其次是4级材料对应的螺栓；最后是3.5级材料对应的螺栓。
固化闪电之源依据标准GB/T 13682—92对三种状态的螺栓进行高频疲劳试验，均取静载23.2 kN,各种状态的螺栓对应的疲劳试验数据见表5～7，绘制出的渥勒曲线见图4[7]。由此可见3.5级、4级和5级材料生产的螺栓的条件疲劳极限(50%断裂概率)分别为52.4、64.9和72.2 kN，疲劳强度从高到低依次为5级、4级、3.5级材料生产的螺栓。
针对不同球化组织的SCM435冷拔材料生产的螺栓得出如下结论：
1)在870 ℃淬火保温80 min，510 ℃回火保温85 min条件下，螺栓调质组织按标准JB/T 7293.3—2014要求评定为合格；
2)不同材料状态生产的螺栓的屈强比为5级>4级>3.5级；
3)不同材料状态生产的螺栓，条件疲劳极限为5级>4级>3.5级；
通过以上分析，虽然5级球化组织的材料生产的螺栓可靠性更高，但是实际生产中影响产品拉伸试验结果和疲劳性能因素众多，因此还需要综合评价螺栓的性能。
【相关文献】
[1]吴承建.金属材料学[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[2]冯琴.五种冷镦钢材料的选材分析[J].热处理技术与装备，2012,31(1):26-27.
[3]Q/BQB 517—2014冷镦钢盘条[S].
[4]GB/T 6478—2001冷镦和冷挤压用钢[S].
[5]JB/T 5074—2007低中碳钢球化体评级[S].
[6]JB/T 7293.3—2014内燃机螺栓和螺母第3部分：连杆螺栓金相检验[S].
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[7]GB/T 13682—92 螺纹紧固件轴向载荷疲劳实验方法[S].
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