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8.8级10.9 级和 12.9 级高强度内六角螺钉材料选用及优缺点分析

浏览次数:43 发布时间:2025-05-27


一、小规格螺钉(M1 - M6):10B21 材质

1.1 选材依据

10B21 属于美标硼钢,是冷镦钢盘条。其碳含量适中,微量硼元素显著提高淬透性,

在满足 10.9 级和 12.9 级强度要求的同时,具备良好的冷镦成型性能,适合制造小规格内六角螺钉,

能够通过冷加工工艺高效生产,减少热处理工序,降低成本。

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1.2 优点

• 加工性能优异:冷镦性能出色,塑性良好,可在常温下通过冷镦工艺快速成型,生产效率高,

材料损耗低,适合大批量生产小规格螺钉。

• 成本较低:相较于合金钢,10B21 的冶炼成本较低,且冷镦工艺减少了热处理环节,

进一步降低生产成本,在对成本敏感的应用场景中具有优势。

• 强度与韧性平衡:经合适的热处理后,能满足 10.9 级和 12.9 级螺钉的强度要求,

同时保持一定的韧性,可承受一定程度的冲击载荷。

1.3 缺点

• 耐腐蚀性有限:作为碳钢材料,10B21 本身耐腐蚀性较差,

在潮湿或腐蚀性环境中使用时,需要进行镀锌、镀镍等表面处理以提高耐腐蚀性,增加了额外成本。

• 高温性能不佳:在高温环境下,10B21 的强度和硬度会显著下降,不适合用于高温工况,

限制了其应用范围 。

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二、中等规格螺钉(M6 - M22):40Cr ML40Cr 材质

2.1 选材依据

40Cr ML40Cr 均为中碳合金结构钢,铬元素的加入提高了淬透性和强度,通过淬火、回火等热处理工艺,

能够使中等规格的内六角螺钉获得良好的综合力学性能,满足 10.9 级和 12.9 级高强度要求。

2.2 优点

• 综合力学性能良好:调质处理后,40Cr ML40Cr 具有较高的强度、硬度和韧性,

抗拉强度可达 835MPa 以上,屈服强度≥685MPa,能承受较大的载荷和应力,

适用于对强度要求较高的机械连接。

• 淬透性较好:铬元素显著提高了钢的淬透性,在淬火过程中,

即使是中等规格的螺钉也能获得较深的淬硬层,保证了螺钉整体性能的一致性。

• 应用成熟40Cr 是国内广泛应用的合金结构钢,相关的生产工艺和热处理技术成熟,

生产稳定性高,质量可靠。

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2.3 缺点

• 焊接性能较差:焊接时容易产生裂纹,需要采取预热、焊后热处理等特殊工艺措施,

增加了加工难度和成本,限制了其在需要焊接连接场景中的应用。

• 冷镦性能一般:由于含碳量较高,40Cr ML40Cr 的冷镦性能不如 10B21

在冷镦成型过程中,需要控制变形量,或进行退火软化处理,否则容易出现开裂现象,降低生产效率。

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三、中大型规格螺钉(M22 以上)

SCM43535CrMo)或 SCM44042CrMo)材质

3.1 选材依据

SCM43535CrMo)和 SCM44042CrMo)属于中碳铬钼合金钢,铬、钼等合金元素的合理配比,

使它们具有极高的强度、韧性和抗疲劳性能,淬透性优异,即使是中大型规格的内六角螺钉,

也能通过热处理获得均匀且良好的力学性能,满足 10.9 级和 12.9 级高强度要求,

适用于承受高载荷、高应力的重要连接部位。

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3.2 优点

• 高强度与高韧性SCM435 SCM440 经热处理后,抗拉强度可达 1000MPa 以上,

屈服强度≥835MPa,且具有良好的韧性和抗疲劳性能,能够承受较大的交变载荷和冲击载荷,

在重型机械、航空航天等领域的关键连接中发挥重要作用。

• 优异的淬透性:钼元素的加入显著提高淬透性,即使是大尺寸的中大型螺钉,

也能实现整体淬透,保证内部组织均匀,性能稳定可靠。

• 高温性能良好:在高温环境下,SCM435 SCM440 仍能保持较高的强度和硬度,

可在一定温度范围内长期使用,适用于高温工况下的连接需求。

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3.3 缺点

• 成本较高SCM435 SCM440 的合金元素含量较高,冶炼工艺复杂,

导致原材料成本较高。同时,热处理工艺要求严格,增加了生产成本。

• 加工难度大:由于强度和硬度较高,在切削加工过程中,

对刀具的磨损较大,需要使用高性能的刀具和特殊的加工工艺,加工效率较低,加工成本增加。

上述对不同规格高强度内六角螺钉材料的分析,涵盖了性能、成本与加工性等方面。

若你对某类材料想深入了解,或有其他选材需求,欢迎随时和我说。

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