非調(diào)質(zhì)鋼是在鋼材中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的一種或多種易切削元素（如硫、磷、鉛、鈣、錫、硒、碲、鈦等），以降低機(jī)械加工成本，提高切削質(zhì)量、減少切削力或在機(jī)械加工過程中改善切削處理性能為目的的合金鋼。即將修訂公布的GB/T3098.1-20XX《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》和GB/T3098.2-2000《緊固件機(jī)械性能螺母 粗牙螺紋》均對(duì)使用易切削鋼制造緊固件都有所要求，所以需求量還是有一定的市場(chǎng)的。

　　對(duì)于緊固件、非標(biāo)、異型件，需要進(jìn)行切削加工時(shí)，由于易切削鋼中加入的易切削元素使切削力減小，同時(shí)利用易切削元素本身的特性以及所形成的化合物在切削過程中的潤(rùn)滑作用，使切屑形態(tài)較好，容易斷屑，且可明顯減輕刀具磨損，從而能夠減輕緊固件表面粗糙度，提高刀具使用壽命。在緊固件加工過程中，還可以大幅度提高切削用量，降低成本，從而提高生產(chǎn)效率。

　　據(jù)初步統(tǒng)計(jì)顯示，全球易切削鋼的年消耗量為400萬噸以上。我國(guó)從20世紀(jì)50年代開始生產(chǎn)硫系易切削鋼，1975年審定了易切削鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB191-1975，經(jīng)過先后幾次修改于1988年制定了易切削鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8731-1988，該標(biāo)準(zhǔn)包括9種型號(hào)的易切削鋼。2008年再次進(jìn)行了修改（GB/T8731-2008），新標(biāo)準(zhǔn)中包括23種型號(hào)的易切削鋼牌號(hào)，修改了原標(biāo)準(zhǔn)中Y12Pb 的成分范圍,增加了Y08、Y45、Y15Mn、Y45MnS、Y08Pb等國(guó)外常用牌號(hào);并添加了專利中的部分牌號(hào)Y08Sn、Y15Sn、Y45Sn、45MnSn和國(guó)內(nèi) 其他廠家正在生產(chǎn)使用的牌號(hào)Y08MnS、Y35Mn、Y45Mn、45MnSPb; 還增加了GB/T222中未規(guī)定的錫及超出其規(guī)定范圍的硫元素的成品成分允許偏差。

　　根據(jù)加入的易切削元素的不同，易切削鋼可分為硫系易切削鋼、鉛系易切削鋼、錫系易切削鋼、鈣系易切削鋼等。

　　表1　硫系易切削鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分

牌      號(hào)	化學(xué)成分      （質(zhì)量分?jǐn)?shù) W%）
	C	Si	Mn	P	S
Y08	≤0.09	≤0.15	0.75-1.05	0.04-0.09	0.26-0.35
Y12	0.08-0.16	0.15-0.35	0.70-1.00	0.08-0.15	0.10-0.20
Y15	0.10-0.18	≤0.15	0.80-1.20	0.05-0.10	0.23-0.33
Y20	0.17-0.25	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y30	0.27-0.35	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y35	0.32-0.40	0.15-0.35	0.70-1.00	≤0.06	0.08-0.15
Y45	0.42-0.50	≤0.40	0.70-1.00	≤0.06	0.15-0.25
Y08MnS	≤0.09	≤0.07	1.00-1.50	0.04-0.09	0.32-0.48
Y15Mn	0.14-0.20	≤0.15	1.00-1.50	0.04-0.09	0.08-0.30
Y35Mn	0.32-0.40	≤0.10	0.90-1.35	≤0.04	0.18-0.30
Y40Mn	0.37-0.45	0.15-0.35	1.20-1.55	≤0.05	0.20-0.30
Y45Mn	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.16-0.24
Y45MnS	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.24-0.33

　　表2　鉛易切削鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分

牌   號(hào)	化學(xué)成分      （質(zhì)量分?jǐn)?shù) W%）
	C	Si	Mn	P	S	Pb
Y08Pb	≤0.09	≤0.15	0.75-1.05	0.04-0.09	0.26-0.35	0.15-0.35
Y12Pb	≤0.15	≤0.15	0.85-1.15	0.04-0.09	0.26-0.35	0.15-0.35
Y15Pb	0.10-0.18	≤0.15	0.80-1.20	0.05-0.10	0.23-0.33	0.15-0.35
45MnSPb	0.40-0.48	≤0.40	1.35-1.65	≤0.04	0.24-0.33	0.15-0.35

　　表3　錫系易切削鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分

牌     號(hào)	化學(xué)成分      （質(zhì)量分?jǐn)?shù) W%）
	C	Si	Mn	P	S	Sn
Y08Sn	≤0.09	≤0.15	0.75-1.20	0.04-0.09	0.25-0.40	0.09-0.25
Y15Sn	0.13-0.18	≤0.15	0.40-0.70	0.04-0.09	≤0.05	0.09-0.25
Y45Sn	0.40-0.48	≤0.40	0.60-1.00	0.03-0.07	≤0.05	0.09-0.25
45MnSn	0.40-0.48	≤0.40	1.20-1.70	≤0.06	0.20-0.35	0.09-0.25

　　表4　鈣系易切削鋼牌號(hào)與45鋼及化學(xué)成分

牌    號(hào)	化學(xué)成分      （質(zhì)量分?jǐn)?shù) W%）
	C	Si	Mn	P	S	Ca
Y45Ca	0.42-0.50	0.20-0.40	0.60-0.90	≤0.04	0.04-0.08	0.002-0.006
45	0.42-0.50	0.17-0.37	0.50-0.80	≤0.035	≤0.035	/

　　Y45Ca易切削鋼與45鋼的化學(xué)成分對(duì)比見表4。通過兩種鋼的成分對(duì)比可知, Y45Ca易切削鋼中加入了鈣元素,錳元素的含量有所提高。在鋼中加入了鈣，能獲得比普通鋼更緊密的結(jié)構(gòu)。鈣與硫結(jié)合形成SiCa，可增加易切削鋼的強(qiáng)度和韌性。研究表明，由于SiCa化合物阻斷了基體的連續(xù)性和應(yīng)力集中源作用，從而使切屑易斷，其潤(rùn)滑作用使刀具磨損減小，從而改善了鋼材的切削性能，并可提高切削用量，改善緊固件的加工表面粗糙度。

　　45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，其顯微組織主要為致密、細(xì)小、均勻的回火索氏體，而Y45Ca易切削鋼的組織主要為鐵素體+珠光體，并有細(xì)小的碳化物（CaC）沉淀相分布于鐵素體中。

　　Y45Ca易切削鋼調(diào)質(zhì)處理溫度840℃±20℃，油淬（直徑16mm以下），水淬（直徑≥20mm）,回火溫度580℃±20℃，機(jī)械性能見表5。

　　表5　Y45Ca易切削鋼調(diào)質(zhì)試樣的機(jī)械性能

牌     號(hào)	機(jī)械性能 /不小于
	抗拉強(qiáng)度Rm/MPa	下屈服強(qiáng)度ReL/MPa	斷后伸長(zhǎng)率A/%	斷面收縮率Z/%	沖擊吸收能量KV2/J
Y45Ca	600	360	16	40	39

　　生產(chǎn)實(shí)踐證明：從切削力、表面粗糙度、刀具壽命、斷屑性能等方面比較Y45Ca易切削鋼與45鋼具有更好的機(jī)械性能和更優(yōu)異的切削加工性能。

　　總之，易切削鋼是經(jīng)過精密鍛造或熱軋并控制冷卻后即可達(dá)到通過調(diào)質(zhì)處理才能獲得的良好力學(xué)性能的一種高效節(jié)能鋼材，對(duì)緊固件行業(yè)使用具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

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