碳硼钢把含量为0.0005%~0.003%的硼加到钢中,许多钢种的调质硬度明显提高,因此在汽车紧固件方面,用硼元素取代贵重稀有元素,可收到较好的经济效益。单就硼元素而言,对钢的冷加工没有明显的影响,只是在热处理时比较明显,碳硼具有高韧性、强塑性、回火温度低、强度高的特点,很适合生产高强度紧固件。为了进一步提高冷加工性能和省略球化退火处理,开发低成本的低中碳高强度硼钢。
其成分设计的基本原则是降低含碳量,改善钢的冷变形能力,加入微量硼以弥补因降碳而造成的强度和淬透性的损失。另外根据需要还可加入适量Cr、Mn等合金元素,进一步提高淬透性。由于少量硼代替大量合金元素,钢材成本降低,碳和合金素含量低,冷加工性能良好,轧材可以直接拉拔和冷镦加工,不需要预先球化退火处理,节约了螺栓的制造成本。 通常8.8级螺栓用40B、40MnB,汽车紧固件非标件,而9.8级和10.9级螺栓用MnB123H钢。
该钢系日本神户钢厂自行研制牌号,肇庆汽车紧固件,为了在425℃以上温度回火时得到1000MPa以上的强度,碳含量控制在0.25%左右,同时控制Mn、B的含量,并降低杂质元素P、S的含量,因而在900~1100MPa级的强度范围内的耐延迟断裂性能相当于或优于SCM435钢。
紧固件材料作为汽车制造业的基础,对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。钢材是紧固件中较基本的材料,虽然有色金属和复合材料的应用比重在逐年增加,但高强度紧固件所用钢材的作用是无法替代的。通过采用先进的冶炼装备和工艺技术以及合理的低合金化,我国的紧固件用钢发生了较大变化,使目前的高强度紧固件能更好地满足机械制造业实际使用要求。
日本采用低碳硼钢生产高强度螺栓已经比较普遍,像汽车、拖拉机等行业的高强度螺栓已经大量使用碳硼钢。通过硼元素的使用,可以减少其他合金元素使用。在过去的几年中,碳硼钢的优良特性在某些环节并未引起人们的重视,这是由于一些不适当的生产环节和其他错误使用造成的。碳硼钢的生产需要在钢材冶炼过程中严格控制,汽车紧固件价格,以供紧固件行业的生产追求高效、强韧性和轻量化相结合仍是汽车紧固件钢材与制造精髓,金属材料科学将在其中起着制约的作用,为了节约能源和资源,汽车紧固件采购,先进材料、先进制造工具、先进设备的研究层出不穷。 冶炼工业和汽车工业的紧密结合和合作不仅会进一步促进现代化合金技术的研究,同时也为汽车高强度紧固件的发展,竞争能力提高提供了材料基础,需要全行业加以充分关注。