一、冷鐓鋼質(zhì)量對熱處理的影響
緊固件制造對原材料的質(zhì)量要求較高。目前，國內(nèi)提供的冷鐓鋼盤條、線材是φ5.5-φ40規(guī)格，較為成熟的范圍是φ6.5-φ25。下面淺述冷鐓鋼質(zhì)量對熱處理的影響，供同行參考。
1． 外觀質(zhì)量
冷鐓鋼盤條、線材應(yīng)具有良好的表面質(zhì)量，應(yīng)光滑、圓整，無凹凸折疊、結(jié)疤裂紋、麻點等。外觀缺陷將是引起熱處理裂紋的起源，冷拔線材更不允許表面缺陷存在，且要求表面圓度誤差在±0.03mm以內(nèi)。
2． 化學(xué)成分
合格的化學(xué)成分是保證冷鐓鋼冷鐓性能和熱處理后力學(xué)性能的基礎(chǔ)，要求鋼材的化學(xué)成分全部符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且強(qiáng)化元素C、Si、Mn的平均含量基本處于標(biāo)準(zhǔn)要求的中限。
當(dāng)鋼中有害元素P、S增加時，如S含量為0.04%時淬火后易產(chǎn)生裂紋，Mn含量>0.6%時也易淬裂(淬水的緊固件)。有些元素雖然是微量元素，但使鋼的熱處理規(guī)范大不相同，如煉鋼時脫氧劑用Al則其微粒溶點高，在鋼中起細(xì)化晶粒的作用，降低了過熱敏感性，使鋼成為細(xì)晶粒鋼，提高熱處理工藝性能。反之，用Si之類脫氧劑則會使鋼的成為粗晶粒鋼，使淬火過熱敏感性增大，煉鋼時每爐所含微量元素不同，其熱處理工藝性能也不同，如含B很微量時，淬透性也大大增加。
3． 脫碳
中碳冷鐓鋼一般應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，如鋼材的脫碳層較深，大于直徑D（1/100）百分之一時，一方面會降低緊固件調(diào)質(zhì)后的表面硬度；另一方面可能導(dǎo)致淬火開裂。在檢測時應(yīng)區(qū)別原材料脫碳或熱處理脫碳，以便提出正確控制方案，確保緊固件品質(zhì)。
4． 非金屬夾雜物
冷鐓鋼中的非金屬夾雜物主要以氧化物和硫化物的形式存在，而氧化物夾雜又根據(jù)其成分組成和變形能力分為氧化鋁類（B類）、塑性硅酸鹽類（C類）和球狀氧化物類（D類）。夾雜物的存在隔斷了金屬的連續(xù)性，剝落后就成凹坑或裂紋，在冷鐓成形時極易形成裂紋源，在熱處理時造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生淬火開裂。因此，對夾雜物須嚴(yán)格控制，標(biāo)準(zhǔn)中對夾雜物未做明確要求。C類（硅酸鹽）和D類（球狀氧化物）夾雜物的影響最大，硅酸鹽夾雜物不大于0.5級；球狀氧化物夾雜物不大于1級。
5． 低倍組織
鋼中嚴(yán)重的低倍組織缺陷將導(dǎo)致鋼材冷鐓開裂。在低倍組織檢測中對冷鐓鋼的中心疏松、一般疏松、方形偏析的允許級別≤2.5級。對白點、縮孔、氣泡、翻皮等缺陷不允許存在。因這些缺陷都是熱處理產(chǎn)生開裂的重要因素。上述缺陷均存在于原材料之中，故在原材料進(jìn)廠時必須嚴(yán)格檢驗。
6． 顯微組織
冷鐓鋼的基本組織應(yīng)該是鐵素體+珠光體，要求為2-4級，3級為優(yōu)。晶粒度要求為6-8級。帶狀組織是指珠光體及鐵素體的條帶狀分布，這種組織，既造成材料各向異性，又使磨后表面出現(xiàn)不均勻光帶以及切削加工及表面粗糙度變粗，淬火后出現(xiàn)軟點，這種組織可以用正火消除。
7． 冷頂鍛
冷頂鍛試驗是室溫下檢驗金屬承受規(guī)定程度的頂鍛變形能力，并顯示其缺陷的一種試驗方法。試驗頂鍛后主要缺陷包括裂紋、裂縫、折疊等。至少要保證普通級冷頂鍛二分之一合格；對螺母和高強(qiáng)度螺栓應(yīng)保證優(yōu)質(zhì)級冷頂鍛三分之一合格。
冷鐓鋼盤條、線材表面的折疊、發(fā)紋、夾雜物以及組織不良等都會導(dǎo)致冷鐓時開裂，調(diào)質(zhì)熱處理后的不良品產(chǎn)生。為此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)加控制。
宜興上標(biāo)通用冷鐓機(jī)
二、冷鐓鋼的內(nèi)在質(zhì)量
在緊固件的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會碰到冷鐓鋼在冷鐓中發(fā)現(xiàn)有裂紋，有的裂紋比較明顯且嚴(yán)重，但有時看到一條很小的所謂“裂紋”，其實不一定是裂紋，可能是發(fā)裂。發(fā)裂與裂紋的區(qū)別是，發(fā)裂沒有深度且較短，約2-3mm，裂紋則深而比較長。
1、硫化物夾雜
發(fā)裂實際上是硫化物夾雜，在金相顯微鏡下100倍觀察，連在一起的夾雜主要是硫化物。鐵礦中的硫，煉鋼時加錳脫硫，形成的硫化錳夾雜就是這種形狀。FeS共晶溫度為980℃在熱加工時導(dǎo)致脆裂，稱為“熱脆”。而MnS熔點為1620℃，加大Mn量形成MnS后就不會產(chǎn)生熱脆。任何鋼中都有一定量的錳，既可提高強(qiáng)度，又可消除硫害。錳在鋼的冶煉中與氧化鐵作用（Mn+FeO+MnO+Fe）主要為對鋼有脫氧目的而加入；錳在鋼中與硫化鐵作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能減少硫?qū)︿摰挠泻π浴Ｋ纬傻牧蚧i可改善鋼的切削性能。錳的加入使鋼的強(qiáng)度有所提高，塑性有所降低，對于鋼的冷塑性變形性能是不利的，但是錳對變形力的影響僅為碳的1/4左右。由于緊固件成品的特殊性能要求，允許錳的含量為硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超過0.9%。
不論形成了MnS還是硫化物夾雜，硫在鋼中越少越好。我們在鐓制螺母后，進(jìn)行保載試驗時，經(jīng)常發(fā)生螺母爆裂現(xiàn)象，經(jīng)金相檢查，觀察縱向剖面，有一條較長的硫化物，這就是產(chǎn)品爆裂的主要原因。
經(jīng)查閱參考資料，國內(nèi)國外鋼鐵企業(yè)都采取許多措施來降低冷鐓鋼材的含硫量，以減少硫化物夾雜。下面介紹部分緊固件鋼種的含硫量，可根據(jù)產(chǎn)品對鋼材內(nèi)在質(zhì)量不同要求，向供應(yīng)商提出用不同的質(zhì)量等級的鋼，這樣就可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2、氧化物夾雜
在空氣中煉鋼時，鋼液中有氧氣，要脫氧處理。在煉鋼最后階段要向鋼液中加鋁。鋼胚經(jīng)軋制延后形成斷續(xù)的氧化物夾雜。因此，要求鋼材減少含氧量。ML35鋼含氧量在3.0*10-5—3.0*10-4。按日本JISG標(biāo)準(zhǔn)SCM435、SCM440、SWRCH35K用鋁硅脫氧，都有含氧量的要求，為≤1.5*10-4，需要精煉。各種牌號的冷鐓鋼都有含氧量的要求，而且基本上差不多。