不銹鋼螺絲,由不銹鋼制成的緊固件;或稱不銹鋼螺栓、不銹鋼螺釘?shù)?,這里是一種國內(nèi)語境化的稱呼,并不特指僅限外螺紋的緊固件,而是包含各種頭型、螺紋類型甚至內(nèi)螺紋的緊固件,嚴(yán)格來說,此處應(yīng)稱為“不銹鋼緊固件”,出于習(xí)慣仍稱為不銹鋼螺絲。
中文名 不銹鋼螺絲 |
性能 耐酸性,耐腐蝕 |
原材料
304,316,304L... |
英文名
stainless steel screw |
通用性
標(biāo)準(zhǔn)化,通用,常用 |
加工性
冷墩 |
應(yīng)用領(lǐng)域 船舶、航空、機(jī)械、環(huán)保、能源... |
不銹鋼螺絲是由不銹鋼材料制成的緊固件,主要成分是鐵、鉻、鎳等合金元素。其中,鉻能形成致密的氧化膜,防止螺絲表面進(jìn)一步氧化,起到防銹作用;鎳的添加則提高不銹鋼螺絲的耐腐蝕性能、強(qiáng)度和硬度。不銹鋼螺絲具有耐腐蝕、耐一定高溫、耐磨損等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電器、能源、建筑、汽車、航空航天等領(lǐng)域。其高強(qiáng)度、耐久性和美觀外觀使其成為實(shí)用的緊固件,能提供可靠的連接和固定效果。
作為緊固件屬性,不銹鋼螺絲從標(biāo)準(zhǔn)上幾乎含蓋了所有標(biāo)準(zhǔn)件,包含國標(biāo)與國際常用標(biāo)準(zhǔn)。遍歷所有標(biāo)準(zhǔn)號(hào)的篇幅較大,以下僅為常用的類型與標(biāo)準(zhǔn)分類:
類型 | 頭型 | 標(biāo)準(zhǔn) | ||||
國標(biāo) | 德標(biāo)、歐標(biāo) | 美標(biāo) | 日標(biāo)、其它 | |||
螺栓類 | 六角頭螺栓 | GB5783全牙 GB5782半牙 |
DIN933全牙 DIN931半牙 |
ANSIB18.2.1 | JISB1180 | |
圓頭方頸螺栓 | GB12小頭 | DIN603大頭 | ANSIB18.5 | |||
六角法蘭面螺栓 | GB5787 GB5789 |
DIN251內(nèi)六角帶齒 | ||||
其它 | GB37![]() |
|||||
螺釘類 | 內(nèi)六角螺釘 | GB70.1 | DIN912、DIN7984薄頭 DIN7991沉頭、ISO7380盤頭 |
ASME B18.3 | ||
緊定螺釘 | DIN916、DIN913 DIN914、 DIN915 |
ASME B18.3 | ||||
十字槽機(jī)螺釘 | GB818盤頭、GB819沉頭 GB820半沉頭、GB823小盤頭 GB29.2六角凹穴、GB822圓柱頭 |
DIN967 DIN965 DIN7985 |
ANSI B18.6.3P盤頭 ANSI B18.6.3F沉頭 |
JISB1111T大扁頭 | ||
一字槽機(jī)螺釘 | GB65圓柱頭、GB67盤頭 GB68沉頭 |
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梅花槽機(jī)螺釘 | GB2672盤頭、GB2672-AT帶柱 GB2673沉頭、GB2673沉頭帶柱 |
ISO7380盤頭帶柱 | ||||
自攻螺釘 | GB845、GB846、GB847 | |||||
組合類 | GB9074.4![]() ![]() |
|||||
螺母類 | 六角螺母 | GB6170、GB6172、GB52 | DIN934、DIN439薄型 |
ANSIB18.2.2 | JISB1181 | |
四方螺母 | DIN557、DIN928 | 卡式螺母 | ||||
圓螺母 | GB806、GB809 GB812、GB810 |
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鎖緊螺母 | GB6187.1 | DIN985、DIN982 DIN980M、DIN980V |
||||
法蘭面 | DIN6923 DIN6926 |
|||||
墊圈類 | 平墊 |
GB97.1![]() ![]() ![]() GB93 ![]() ![]() ![]() |
DIN125![]() ![]() ![]() |
JISB1251![]() |
不銹鋼緊固件最常用的材料為SUS304及SUS316,以及在此基礎(chǔ)的上微量元素變化延伸,如304L,316L等,它以及們的材料成分分別如下
牌號(hào) | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo |
SUS304 (304) |
0.08%以下 | 1.00%以下 | 2.00%以下 | 0.045%以下 | 0.030%以下 | 8.00%~ 10.50% |
18.00%~ 20.00% |
|
SUS316 (316) |
0.08%以下 | 1.00%以下 | 2.00%以下 | 0.045%以下 | 0.030%以下 | 10.00%~ 14.00% |
16.00%~ 18.00% |
2.00%~ 3.00% |
標(biāo)準(zhǔn)來源:
SUS304、SUS316來自日標(biāo)JIS G4303,請參考JIS G4303-2005.pdf標(biāo)準(zhǔn)中的第4頁。
304、316來自美標(biāo)ASTM A959,請參考ASTM A959-2016.pdf標(biāo)準(zhǔn)中的第3、4頁。
值得一提的是,304/316,前面是否帶SUS(SUS304/US316),是來自兩種不同標(biāo)準(zhǔn)的不同牌號(hào),在日常交流習(xí)慣中,一般不太特意區(qū)分兩者的差別,必竟兩者成分幾乎一樣。當(dāng)我們說304不銹鋼,它可能代表日標(biāo)的SUS304,也可能代表美標(biāo)的304,事實(shí)上由于兩者成分含量還是有微小差別的(請自行對(duì)比上面兩個(gè)PDF文檔),在重要場合如圖紙標(biāo)注還是需要嚴(yán)格區(qū)別。
與之對(duì)應(yīng)的,中國標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)SUS304的牌號(hào)是 0Cr18Ni9或06Cr18Ni10,標(biāo)準(zhǔn)來自GB/T20878-2007.pdf標(biāo)準(zhǔn)中的第6頁序號(hào)17,或GB/T1220-2007.pdf標(biāo)準(zhǔn)中的第8頁序號(hào)17
不常用不銹鋼螺絲使用材料:
牌號(hào) | 碳(C) | 錳(Mn) | 硅(Si) | 磷(P) | 硫(S) | 鎳(Ni) | 鉻(Cr) | 鉬(Mo) |
SUS304L | ≤0.03 | ≤2.00 | ≤1.0 | ≤0.045 | ≤0.03 | 9.00-13.0 | 18.0-20.0 | |
SUS316L | ≤0.03 | ≤2.00 | ≤0.75 | ≤0.045 | ≤0.03 | 10.0-14.0 | 16.0-18.0 | 2.0-3.0 |
材料本身的力學(xué)性能(在未制成螺絲之前的線材):
牌號(hào) | 抗拉強(qiáng)度 N/mm2![]() (Min) |
屈服強(qiáng)度N/mm2 ![]() (Min) |
延伸率![]() (Min) |
收縮率![]() (Min) |
硬度 (Max) |
SUS304 | 205 | 520 | 40% | 50% | HV200 |
SUS316 | 205 | 650 | 35% | 40% | HV200 |
SUS304L | 175 | 480 | 40% | 60% | HV200 |
SUS316L | 175 | 480 | 40% | 60% | HV200 |
標(biāo)準(zhǔn)來源:GB3098.6、GB3098.15
與碳鋼類緊固件性能等級(jí)采用最小屈服強(qiáng)度進(jìn)行描述的方式(如4.8級(jí)、8.8級(jí))不同,不銹鋼緊固件等級(jí)采用“鋼組(可以理解為材質(zhì))+性能等級(jí)(即最小抗拉強(qiáng)度)”進(jìn)行描述。以上標(biāo)準(zhǔn)中組別的分類有多種,僅奧氏體的分類從A1到A5共5種,性能等等級(jí)從45到110共6種,但是實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中,大部情況下,不銹鋼緊固件所參考的性能等級(jí)有如下四種:
材質(zhì) | 級(jí)別等級(jí) | 適用 |
SUS304 | A2-50 | 常用機(jī)螺釘、自攻螺釘、M5以下及M27-M39螺栓 |
A2-70 | M24以下螺栓螺母、螺母 | |
SUS316 | A4-70 | M24以下螺栓 |
A4-80 | M24以下螺栓、螺母 |
上表中A2指的是Austenite(奧氏體)這一類型不銹鋼的第2種組別,A4是第4組別。很顯然奧氏體(Austenite)不銹鋼不僅包含A2 A4這兩種組別——其實(shí)一共有5種組別:從A1到A5——它們的成分與用途略有不同,但是作為緊固件生產(chǎn)只應(yīng)用了到了A2 A4兩種材料。簡言之,A2≈304不銹鋼,A4≈316不銹鋼。
50 70 80代表最小抗拉強(qiáng)度,分別對(duì)應(yīng)500MPa 700MPa 800MPa(MPa即N/mm2);同理還有其它一些參數(shù)如45 60 110這些參數(shù)幾乎不使用。
A2-50 A2-70 A4-70 A4-80這4種等級(jí)的不銹鋼螺絲機(jī)械性能:
類別 | 性能等級(jí) | 螺紋直徑 | 抗拉強(qiáng)度Mpa | 屈服強(qiáng)度Mpa | 斷后伸長量 min | 保證應(yīng)力 SP |
A2 | 50 | ≤39 | 500 | 210 | 0.6d | 500 |
A2 A4 | 70 | ≤24 | 700 | 450 | 0.4d | 700 |
A4 | 80 | ≤24 | 800 | 600 | 0.3d | 800 |
破壞扭矩。304(A2-50 A2-70,316(A4-70 A4-80)螺絲的破壞扭矩:
螺紋 | 性能等級(jí) | ||
A2-50 | A2(A4)-70 | A4-80 | |
破壞扭矩 | |||
M1.6 | 0.15 | 0.2 | 0.24 |
M2 | 0.3 | 0.4 | 0.48 |
M2.5 | 0.6 | 0.9 | 0.96 |
M3 | 1.1 | 1.6 | 1.8 |
M4 | 2.7 | 3.8 | 4.3 |
M5 | 5.5 | 7.8 | 8.8 |
M6 | 9.3 | 13 | 15 |
M8 | 23 | 32 | 37 |
M10 | 46 | 65 | 74 |
M12 | 80 | 110 | 130 |
M16 | 210 | 290 | 330 |
綜上,可以通過如下方式描述某一規(guī)格的不銹鋼緊固件:
A2-70 GB5783 M6*16 (性能等級(jí)+標(biāo)準(zhǔn)+螺紋規(guī)格)
或:304 GB6170 M6 (材質(zhì)+標(biāo)準(zhǔn)+螺紋規(guī)格)
304,316不銹鋼緊固件在高溫下,抗拉強(qiáng)度會(huì)逐漸降低,這是由于高溫會(huì)導(dǎo)致晶格變形和晶界擴(kuò)散,從而減弱材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;但延展性隨著溫度的升高會(huì)增加;高溫下不銹鋼塑性變形能力增強(qiáng),可以更容易地發(fā)生塑性變形,這也是不鋼緊固件(尤其螺母及較大規(guī)格螺栓)成型前需要預(yù)加熱的原因;溫度升高的情況下,緊固件硬度也會(huì)相應(yīng)下降,這是因?yàn)楦邷貢?huì)導(dǎo)致材料的晶格結(jié)構(gòu)變得不規(guī)則,從而降低了材料的硬度;蠕變,在長時(shí)間高溫與受力環(huán)境下,304 316不銹鋼會(huì)表現(xiàn)出蠕變現(xiàn)象,材料會(huì)隨時(shí)間的推移發(fā)生不可逆的塑性變形。同時(shí),疲勞壽命會(huì)顯著降低。
以上性能上的變化是線性的,因檢測方法存在困難,目前尚無相關(guān)機(jī)構(gòu)給出各溫度條件下的力學(xué)性能參考標(biāo)準(zhǔn),但從目前的經(jīng)驗(yàn)看:
1,不超過300°C是相對(duì)安全的使用區(qū)間。
2,在受力情況下長時(shí)間暴露于400°C以上高溫,不銹鋼緊固件將發(fā)生不可逆的性能轉(zhuǎn)變
3,溫度越高,對(duì)于不銹鋼緊固件的規(guī)格選型需采用更保守的冗余設(shè)計(jì)。
4,316在高溫下的綜合表現(xiàn)會(huì)略優(yōu)于304。
5,另跟據(jù)GB/T3098.6-2014標(biāo)準(zhǔn)第22頁規(guī)定,不銹鋼304及316產(chǎn)品在100℃以內(nèi)不影響抗拉,但超過100℃后溫度每升高100℃,屈服強(qiáng)度降低百分之5,在超過400℃后不建議使用。
304、316緊固件在低溫下表現(xiàn)出與高溫相反的力學(xué)現(xiàn)像,包含抗拉強(qiáng)度增加,延展性降低,塑性變形能力降低等,其主要風(fēng)險(xiǎn)是脆性增加有斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。目前相關(guān)無經(jīng)驗(yàn),但一般認(rèn)為-100°C為其安全臨界點(diǎn)。
但GB/T3098.6-2014提及A2緊固件-200°C以上可持續(xù)工作 A4緊固件為-60°C/-200°C,無驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn),此處存疑。
總結(jié):304 316不銹鋼緊固的相對(duì)安全溫度區(qū)間-100°C~300°C,且需考充分慮在非常溫條件下的設(shè)計(jì)冗余。
304 316系列不銹鋼螺絲一般表面處理是酸洗后鈍化,最終其表面為不銹鋼本色。304系列在中性鹽霧測試中不少于48H,316系列是在中性鹽霧測試中不少于72H。
304 316系列不銹鋼螺絲一般不做熱處理。即使熱處理,也不能使螺絲變硬,而是變軟,比如固熔處理。固熔處理的目的是提高螺絲的耐腐蝕性能、提高塑性和韌性、消磁,相應(yīng)的,抗拉強(qiáng)度、表面硬度將明顯降低,一般應(yīng)用于被鎖件有明顯形變場景如閥門管道連接。
在合理的選用設(shè)計(jì)與安裝條件下,不銹鋼螺絲發(fā)生斷裂,可能的原因分析。
只有基于標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分的材料才能稱之304(或316)不銹鋼,這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是滿足其材料所制成的不銹鋼螺絲具有GB3098.6,GB3098.15等標(biāo)準(zhǔn)中力學(xué)性能的必要條件之一。但一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)是,一些管控不規(guī)范原料廠商所生產(chǎn)的線材,的確存在成分超標(biāo)現(xiàn)象,這是導(dǎo)致不銹鋼緊固件異常斷裂的主要原因之一,以304為例:
碳。 碳含碳量越高,不銹鋼的強(qiáng)度和硬度就越高、相應(yīng)塑性和韌性越低。碳在鉻鎳奧氏體中的固溶度極小,當(dāng)碳含量偏高時(shí),碳與晶界附近的鉻易生成(Cr,F(xiàn)e)23C6 碳化物,使晶界附近的基體貧鉻,造成此區(qū)域化學(xué)穩(wěn)定性降低,貧鉻區(qū)易產(chǎn)生晶間腐蝕,失效螺栓中的鉻含量低,更消弱了材料抗晶間腐蝕能力,腐蝕沿晶界發(fā)展,形成了沿晶裂紋,在應(yīng)力及大氣室外、海運(yùn)、濕度等環(huán)境中形成應(yīng)力腐蝕開裂,形成的裂紋均為沿晶裂紋。
硫。有害物質(zhì)。硫含量超標(biāo)降低了不銹剛的韌性,也可能導(dǎo)致硫化物(如MnS)集中處產(chǎn)生裂紋 ,并逐步擴(kuò)展直至碎裂。當(dāng)然硫的添加可以改善不銹鋼的切削加工性能這是另一回事
磷。同上,有害雜質(zhì),降低不銹鋼的韌性和塑性。
(PS,既然硫和磷都是有害物質(zhì),為什么不銹鋼中還要加入這兩種元素?那是沒有辦法,在不銹鋼治煉中,廢鋼鐵總是或多或少含這兩種元素,所以在材料成分標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了它們的上限。)
錳。脫氧、脫硫添加劑??稍黾硬讳P鋼的強(qiáng)度。但如果含量(遠(yuǎn))超2%,將導(dǎo)致熱敏性和熱脆性
硅Si,提高了抗氧化性和耐高溫性。但過高的硅含量會(huì)導(dǎo)致焊接裂紋和熱脆性
磷P:是304不銹鋼的雜質(zhì)元素,提高了強(qiáng)度和硬度,但降低了塑性和韌性。磷還會(huì)降低304不銹鋼的耐腐蝕性和焊接性,因此,304不銹鋼的磷含量應(yīng)控制在0.045%以下
氮N:是304不銹鋼的合金元素,提高了強(qiáng)度和抗點(diǎn)蝕性能。但過高的氮含量會(huì)導(dǎo)致老化脆化和焊接裂紋,因此,304不銹鋼的氮含量一般控制在0.1%以下
鉻Cr和鎳Ni是304不銹鋼的兩種主要合金元素,鉻和鎳含量不足甚至不能稱之為奧氏體銹鋼,強(qiáng)度也就無從談起了。
螺紋緊固件松動(dòng)后,可能會(huì)將產(chǎn)生的較大的、不易預(yù)估的動(dòng)能,螺栓其受力方向變得紊亂,尤其在振動(dòng)環(huán)境中的,一段時(shí)間的振動(dòng)最終將使螺栓斷裂或脫落。
鎖死會(huì)誤導(dǎo)工人以為沒擰到位,遂強(qiáng)力將螺栓擰斷
不銹鋼螺絲鎖死,也稱為咬死。在一定條件下,是一種常見現(xiàn)象。所謂一定條件指的是:
電動(dòng)氣動(dòng)工具安速安裝。(意味著快速產(chǎn)生大量的不易分散的熱量)
不銹鋼螺栓匹配不銹鋼鎖緊螺母如DIN985,DIN980。(意味著螺紋間增強(qiáng)的壓力、摩擦力,產(chǎn)生大量的熱量)
法蘭盤安裝。(意味可能的傾斜安裝)
大副超出標(biāo)準(zhǔn)的扭力安裝等等。
這是由于不銹鋼材質(zhì)的如下特點(diǎn)導(dǎo)致的:
1,延展性高。以304為例斷后伸長率62%,幾乎是10B21的兩倍多。
2,導(dǎo)熱率系數(shù)低,常見不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)約為16~17W/(m·K),與之參考相對(duì)應(yīng)的碳鋼導(dǎo)熱系數(shù)約55/(m·K),銅更高384/(m·K)。
3,硬度低。304 316表面硬度約為HV200+
以上屬性使得在擰緊螺絲的過程中,牙紋間產(chǎn)生的壓力、摩擦力最初會(huì)輕微破壞其表面的氧化鉻層,進(jìn)而導(dǎo)致牙紋之間發(fā)生阻塞或剪切,產(chǎn)生大量的熱量,進(jìn)而形成大面積粘黏,最終導(dǎo)致鎖死,這幾乎是一個(gè)惡性循環(huán)的過程。
1,毫無疑問,低速的擰緊是立桿見影的解決方案。但這有悖于企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)效率的訴求。如何在生產(chǎn)效率與合格率之間選擇合理的平衡點(diǎn),需企業(yè)自身綜合憑估。
2,適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┗驅(qū)嵊?。潤滑劑大副降低螺紋間的摩擦力減少發(fā)熱;而導(dǎo)熱油不僅有潤滑作用還有散熱作用,導(dǎo)熱油是終級(jí)解決方案,在導(dǎo)熱油的條件下,可以無視安裝速度,但缺點(diǎn)是“油呼呼”的。
3,出廠前對(duì)螺絲表面進(jìn)行涂層處理(如浸臘)可較大幅度降低鎖死機(jī)率。
4,當(dāng)然,合理的的選型設(shè)計(jì)與扭力參數(shù)、正規(guī)的安裝方法也是必要的。
更多信息:不銹鋼螺絲鎖死為什么(304 316)不銹鋼中大部分的元素是鐵,卻表現(xiàn)出非磁性?而制作成螺絲卻又有弱磁?這要從原子磁性和排列組合說起。
金屬在宏觀上是否表現(xiàn)出磁性取決于如下兩個(gè)必要條件:
(金屬)磁性的本質(zhì)是電子自旋,電子自旋產(chǎn)生磁矩,而磁矩的集合在宏觀觀上并代表磁矩的累積,也有可能是磁矩的抵消,關(guān)鍵在于原子結(jié)構(gòu)中是否存在未成對(duì)的電子。
大部分的金屬元素,其原子通常有完全填充電子層結(jié)構(gòu),它們具有成對(duì)(自旋方向向上和向下的一對(duì))的電子,這些成對(duì)的電子產(chǎn)生的磁矩會(huì)相互抵消,金屬就不會(huì)在宏觀上表現(xiàn)出磁性。
少部分金屬并不具備完全填充的電子層結(jié)構(gòu),以鐵為例:常溫下鐵原子有26個(gè)電子,其中24個(gè)電子成對(duì)填充在原子核外殼層中,處于最外層的2個(gè)電子自旋方向并不成對(duì)??梢源直┑谋确綖椋粋€(gè)班上本來大家都是男生女生一對(duì)對(duì)的,邊上卻多了兩個(gè)光棍。在外磁場的作用下,就這倆光棍自旋方向開始定向,產(chǎn)生微小磁矩,眾多磁微小矩的集合在宏觀表現(xiàn)為可觀察到的磁性,這類金屬有鐵、鈷、鎳,以及見元素周期表中的綠色部分。
常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)分為三種:
面心立方結(jié)構(gòu)(FCC):在FCC結(jié)構(gòu)中,金屬原子位于一個(gè)立方晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)和每個(gè)面的中心。這種結(jié)構(gòu)最常見于金、銀、銅等金屬。它大概長這樣:
在面心立方結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中,晶體中的每個(gè)原子都被包圍在六個(gè)相鄰原子的中心,同時(shí)每個(gè)面上都有一個(gè)原子,這些相鄰原子的磁矩方向相互平衡(也可以理解為內(nèi)耗了吧),導(dǎo)致整體晶體沒有凈磁矩。當(dāng)然,如果人為變化其結(jié)構(gòu)(注意這是重點(diǎn)備注1),或晶體中存在雜質(zhì),導(dǎo)至其對(duì)稱性發(fā)生變化,那么晶體將具有磁性。
體心立方結(jié)構(gòu)(BCC):在BCC結(jié)構(gòu)中,金屬原子位于一個(gè)立方晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)位于晶胞中心的原子。這種結(jié)構(gòu)常見于鐵、鈉等金屬。它大概長這樣:
上圖可以看出,原子位于立方體的頂點(diǎn)和中心兩個(gè)不同的位置。這兩種不同的原子位置使得晶體的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。如果該晶體中的原子屬于磁性金屬系列中的某一種或幾種,那該晶體在宏現(xiàn)上將表現(xiàn)出磁性。
密堆積結(jié)構(gòu)(HCP):在HCP結(jié)構(gòu)中,金屬原子以六邊形密堆積的方式排列。這種結(jié)構(gòu)常見于鈦、鎂等金屬,它大概長這樣:
上圖可以看出,在HCP結(jié)構(gòu)中,每個(gè)原子周圍有最大的對(duì)稱性,因?yàn)樗鼈儽慌帕谐闪呅巫蠲芏逊e,HCP結(jié)甚至比FCC更具有對(duì)稱性。當(dāng)然,這跟不銹鋼沒什么關(guān)系了。
終上,可以看出,如果僅從晶體結(jié)構(gòu)上比較,F(xiàn)CC HCP是無磁的,BCC(在一定條件下)是有磁的。
還是以純鐵為例,常溫下純鐵是BCC晶體結(jié)構(gòu),當(dāng)純鐵溫度升高到912℃時(shí),晶體結(jié)構(gòu)由BCC轉(zhuǎn)變成FCC結(jié)構(gòu)(這一現(xiàn)像稱之為相變),如前所述,F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)各原子的磁矩相互抵消,這時(shí)鐵會(huì)失去磁性;處于912℃~1838℃(熔點(diǎn))的鐵由于具備FCC晶體結(jié)構(gòu),可稱之為奧低體(當(dāng)然奧氏體的定義是鐵碳合金,嚴(yán)格來說,此時(shí)的純鐵需要加點(diǎn)碳才算奧氏體,這不是重點(diǎn),略)
當(dāng)鐵的溫度降到912℃以下,它的晶體結(jié)構(gòu)又變回BCC結(jié)構(gòu)。也就開始變得有磁性。
但是,注意我要說但是了,如果在鐵中加入一定比例的鎳和鉻(就好比如304或316那樣的成分比例),再將該鐵鎳鉻合金的溫度降到912℃以下,神奇的一幕出現(xiàn)了,它的結(jié)構(gòu)仍然保持FCC結(jié)構(gòu),并沒有變回BCC結(jié)構(gòu),繼續(xù)降到常溫,結(jié)構(gòu)仍然沒有變化。而這,正是304、316等不銹鋼沒有磁性的原因,也是304 316等不銹鋼(在常溫下)被稱作奧氏體的原因。
(PS,一個(gè)有趣的現(xiàn)象是,如果該合金的溫度繼續(xù)往下降,只要溫度足夠低(比如-200℃以下),它終究還是會(huì)回到BCC晶體結(jié)構(gòu),這時(shí)可稱之為馬氏體,也就變得有明顯磁性。由于日常并不會(huì)碰到這種低溫,所以我們直接說304、316屬于奧氏體或說 304、316不銹沒有磁性,這雖不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)埠锨椋?/p>
回到主題。以上說的是304 316等奧氏體不銹鋼在常溫下沒有磁性的原因。那為何用磁鐵去吸附不銹鋼螺絲為什么又有會(huì)弱磁性呢,如上所述的重點(diǎn)備注1,在人為變化其結(jié)構(gòu)(冷墩工藝將線材強(qiáng)束成一顆螺絲就是典型的人為變化其結(jié)構(gòu))的條件下,其晶體結(jié)格變得不是那么對(duì)稱,甚至至局部的結(jié)構(gòu)被硬擠成馬氏體,那它就會(huì)產(chǎn)生一定磁性——盡管在宏觀上很弱。由于只是晶體結(jié)的變化而化學(xué)成份并沒有發(fā)生變化,因此它仍然屬于304或316,故也不能憑磁性判定某種材料是不是不銹鋼。
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緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱: GB/T3098.6-2023.pdf
馬氏體和鐵素體鋼螺母的機(jī)械性能指標(biāo):GB/T3098.15-2023.pdf
不銹鋼化學(xué)成分(國標(biāo)):GB/T20878-2007.pdf
不銹鋼棒(國標(biāo)):GB/T1220-2007.pdf
不銹鋼化學(xué)成分(日標(biāo)):JIS G4303-2005.pdf
不銹鋼化學(xué)成分(美標(biāo)):ASTM A959-2016.pdf