緊固件是種通用基礎(chǔ)件，與鋼鐵行業(yè)聯(lián)系緊密。制造緊固件的材料主要有鋼、不銹鋼、鈦合金和有色金屬等。螺栓在緊固件中使用量多，除少量的大規(guī)格采用溫鐓（溫擠壓）、切削加工制造外，大多數(shù)選擇冷鐓（冷擠壓）成形工藝制造。螺栓的力學(xué)性能很大程度上取決于制造緊固件材料的質(zhì)量。

  1碳鋼和合金鋼螺栓材料的選用基礎(chǔ)螺釘和螺柱0（簡稱新標(biāo)準(zhǔn)）于2011年10月1日正式實施。新標(biāo)準(zhǔn)是將ISO8981：2009碳鋼和合金鋼制造的緊固件機械性能1部分：規(guī)定性能等級的螺栓、螺釘和螺柱粗牙螺紋和細牙螺紋（英文版），和GB/T 3098.12000緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱（通稱舊標(biāo)準(zhǔn)）在機械性能等級、表面污點波紋簧去污點技巧解析材料與熱處理、機械和物理性能方面進行了部分修改而成。

  1.1機械性能等級的修改新標(biāo)準(zhǔn)在性能等級中取消了3.6級和級，增加了121級，還新增了降低承載能力螺栓的性能等級的標(biāo)記、標(biāo)志、基本類型及適用的試驗方法，標(biāo)志代號在數(shù)字前加3新標(biāo)準(zhǔn)對緊固件機械性能等級的碳鋼和合金鋼高強度波紋簧用材料使用說明6，4.8，5.6，5.8和6.8級低強度緊固件的材料，新標(biāo)準(zhǔn)采用“碳鋼或添加元素的碳鋼”代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的“碳鋼”，并且大硼質(zhì)量分數(shù)由不規(guī)定代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的0.003%；6.8級小碳質(zhì)量分數(shù)由0.15%代替了舊標(biāo)準(zhǔn)中的不規(guī)定。

  對于直接冷鍛的4. 6和5.6級緊固件，新標(biāo)準(zhǔn)表1緊固件機械性能等級的修改對照表明確規(guī)定了‘’為保證達到要求的塑性和韌性，可能需要對其冷鐓用線材或冷鐓緊固件產(chǎn)品進行熱處理“的要求。

  舊標(biāo)準(zhǔn)中所提到的“低碳合金鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火”新標(biāo)準(zhǔn)修改為“添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火”。新標(biāo)準(zhǔn)中8. 8級和8級緊固件增加了“合金鋼淬火并回火”類材料，12.9級增加了“添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻或鉬）淬火并回火”類材料。需要熱處理的8. 8~12.9級高強度緊固件的硫和磷大質(zhì)量分數(shù)均從舊標(biāo)準(zhǔn)的0.035%降到0.025%，9.8級添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火的材料大碳質(zhì)量分數(shù)由0.40%代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的0.35%，12.9級小碳質(zhì)量分數(shù)由0. 30%代替了舊標(biāo)準(zhǔn)0.28%.新、舊標(biāo)準(zhǔn)均對碳質(zhì)量分數(shù)低于0. 25%的添加硼的碳鋼，規(guī)定其錳小質(zhì)量分數(shù)：8.8級為0.6%，9級為0.7%.新、舊標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定了新標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)記制度中取消了10.9級，故在材料中也相應(yīng)取消了1M級低碳合金鋼（如硼、錳或鉻）淬火并回火（低回火溫度340C）的材料類別。12.9級的低回火溫度由425 C代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的380C.新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了“對12. 9/12.9級表面不允許有金相檢驗?zāi)軠y出的白色磷化物聚集層，去除磷化物聚集層應(yīng)在熱處理前進行”。

  新標(biāo)準(zhǔn)還提醒“考慮采用12.9/12的性能等級時應(yīng)謹慎，緊固件制造者的能力、服役條件和擰緊方法都應(yīng)仔細考慮。除表面處理外，使用環(huán)境可能引起緊固件的應(yīng)力腐蝕開裂”。新標(biāo)準(zhǔn)增加了“對于熱浸鍍鋅的緊固件材料要求見GB/T5267.3―2008的規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定”發(fā)生爭議時，進行成品分析“。

  1.3機械和物理性能的修改度HRE、碳鋼和合金鋼高強度波紋簧用材料使用說明、”全脫碳層大深度⑷“、”再回火后的硬度‘、’被壞扭矩（Mb）、新標(biāo)準(zhǔn)增加了適用于4. 8，5.8和6.8級不經(jīng)熱處理的低強度緊固件的“實物緊固件的規(guī)定非比例8，5.8和6.8級的實物緊固件的規(guī)定非比例伸長0.0048d的應(yīng)力值在調(diào)查研究中，現(xiàn)有的數(shù)值僅為計算用，不是試驗數(shù)值”。

  4.8，5.8和6.8級的下屈服強度（屈服點）（RA）；新標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定“當(dāng)下屈服強度ReL無法測量時，允許采用非比例伸長0. 2%的應(yīng)力RP0.2來代替”。新標(biāo)準(zhǔn)在5.6，8.8，9.8，10.9和12.9/12.9級規(guī)定了沖擊韌度（沖擊吸收能量）項目，新標(biāo)準(zhǔn)“除12. 9/12.9級為在調(diào)查研究中”外，其余4個等級的值均為27.沖擊韌度值新、舊標(biāo)準(zhǔn)的變化比較大，新標(biāo)準(zhǔn)采用“沖擊韌度”代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的“沖擊吸收功‘，”數(shù)值在-20C試驗溫度下測得“并且僅”適用于d16mm，也即沖擊韌度（KV2）是低溫沖擊試驗，而沖擊吸收功是指常溫下的試驗。要求的極限值也有很大變化。

  新、舊標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定了在測量表面硬度時，“表面硬度不應(yīng)比心部硬度高30個維氏硬度值‘。10.9級的表面硬度不應(yīng)大于390HV0. 3，新標(biāo)準(zhǔn)還增加了對12.9/12.9級表面硬度要求為”不允許表面硬度升高，表面硬度不應(yīng)大于435HV0.3的要求。

  9和12.9級規(guī)定了“螺紋截面的心部在淬火后、回火前獲得體積分數(shù)90%的馬氏體組織”的要求，新標(biāo)準(zhǔn)把范圍擴大到8.8級，即8.8，9.硬度的仲裁試驗，舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在“距末端個螺紋直徑的截面上，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)2碳鋼和合金鋼高強度螺栓材料的選用2.1高強度螺栓材料選用原則選用緊固件材料的原則，主要從以下幾個方面來考慮。（1）依據(jù)GB/T3098.1―2010/ISO898―1：2009標(biāo)準(zhǔn)；（2）緊固件材料機械性能方面，尤其是抗拉強度方面的要求；（3）依據(jù)產(chǎn)品型式及尺寸，根據(jù)具體的成型工藝及設(shè)備，緊固件制造工藝對材料加工性能方面的要求；（4）依據(jù)產(chǎn)品的服役環(huán)境和客戶的具體要求，工況條件對材料的抗腐蝕性能方面的要求，工作溫度對材料的耐熱性能（高溫強度、抗氧化性能）和低溫冷脆性（低溫沖擊韌度）方面的要求；（5）根據(jù)鋼材的資源狀況，以及價格、重量、采購等方面的要求。根據(jù)以上綜合考慮，確定選用緊固件材料的牌號、品種、規(guī)格和材料標(biāo)準(zhǔn)。

  2.2高強度螺栓材料存在的問題2.2.1硫和磷質(zhì)量分數(shù)量分數(shù)均為0.035%H；GB/T699優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼H和GB/T 3077合金結(jié)構(gòu)鋼0中的“優(yōu)質(zhì)鋼”規(guī)定S和P的質(zhì)量分數(shù)均為0. 035%，與新標(biāo)準(zhǔn)緊固件機械性能不相適應(yīng)。新標(biāo)準(zhǔn)中8. 8~12.9級的S和P質(zhì)量分數(shù)不大于0.025%.現(xiàn)有的GB/T 3077中的“優(yōu)質(zhì)鋼”規(guī)定的S，P質(zhì)量分數(shù)已不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，但GB/T 3077中的‘’高級優(yōu)質(zhì)鋼“和”特級優(yōu)質(zhì)鋼“滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，GB/T 699中”特級優(yōu)質(zhì)鋼“滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

  些引進的高強度緊固件采用國外相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來大量的材料國產(chǎn)化工作，GB/T6478，GB/T699和GB/T3077已經(jīng)不適應(yīng)形勢需要，應(yīng)盡快修訂6. 2.2.2脫碳層脫碳層是影響緊固件質(zhì)量和材料使用的重要指6478對脫碳層檢驗規(guī)定“每邊總脫碳層深度（鐵素體+過渡層）不得大于公稱直徑的1. 0%（高級優(yōu)質(zhì)鋼）或1.5%（優(yōu)質(zhì)鋼），并且在需方未明確注明的情況下，按后者供貨。GB/T 699中對碳質(zhì)量分數(shù)大于0.30%鋼的脫碳層檢驗規(guī)定為”每邊總脫碳層深度（鐵素體+過渡層）應(yīng)不大于公稱直徑的1.0%（高級優(yōu)質(zhì)鋼）或1.5%（優(yōu)質(zhì)鋼）“。GB/T3077中對碳質(zhì)量分數(shù)大于0.30%鋼的脫碳層檢驗規(guī)定為”每邊總脫碳層深度（鐵素體+過渡層）不大于公稱直徑的1.5%“。GB/T3098.1規(guī)定：螺紋全脫碳層的深度不得大于0.015mm，8.8和9.8級螺紋未脫碳層的高度為1/2牙高，10.9級為1/3牙高，12. 9級為1/4牙高。

  2.2.3非金屬夾雜物和酸浸低倍組織非金屬夾雜物是造成冷鐓開裂的主要原因之，C類（硅酸鹽）和D類（球狀氧化物）夾雜物的影響更大。顆粒愈大愈易開裂，在距表面2mm以內(nèi)的夾雜物不應(yīng)大于0.15pm.對于高強度緊固件材料，要求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。材料控制主要缺陷：冷鐓鋼的錠型偏析，材料及退火過程中的表面脫碳，冷鐓裂縫，調(diào)質(zhì)中的淬火開裂和變形。

  3077對非金屬夾雜物的檢驗均明確規(guī)定：根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明其合格級別，才可進行非金屬夾雜物的檢驗。酸浸低倍組織的技術(shù)要求見表2.表2酸浸低倍組織技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)號錠型偏析中碳鋼和合金鋼高強度波紋簧用材料使用說明加鉻、鉬、鎳、錳等合金元素的合金鋼，以及耐蝕為螺栓用鋼材是碳素鋼和為增加強度、淬透性而主的不銹鋼等，此外，還有添加微量硼使淬透性大幅度提高的硼鋼。

  硼鋼可制造9.8級、10.9級高強度螺栓。熱處理方法：采用高溫淬火、快速冷卻獲得低碳馬氏體，再進行中溫回火后，基本滿足螺栓的服役條件