●产品名称：涡轮机高温螺栓用钢
●钢号：20Cr1Mo1VTiB
●钢组系列：CrMoVTiB
●执行标准：
GB/T20410-2006
YB/T158-1999
●交货状态：热轧或退火，具体交货状态应在质保书中注明。
●钢厂：抚顺、西宁特钢、大冶特钢等。

●20Cr1Mo1VTiB摘要：
20Cr1Mo1VTiB钢是一种有较高持久强度和抗松弛性能的紧固件用钢，该钢具有缺口敏感性小,持久
塑性高,钢的热强性较高,在高温下具有良好的综合机械性能及较低的膨胀系数等特点。所以，该钢被广泛应用于570℃、140个大气压的汽轮机组的螺栓及阀杆等材料。

●20Cr1Mo1VTiB应用：
此钢主要用于制造涡轮机高温螺栓及螺母等要求耐高温的紧固件。
电力行业：用于制造汽轮机、燃气轮机的高温螺栓等。
航空航天领域：制造发动机零部件、涡轮机和涡轮叶片。
船舶制造领域：用于船舶的发电机组件和螺旋桨。
石油化工行业：制造高温高压氢氧化器、蒸汽管道和反应器等设备

●20Cr1Mo1VTiB化学成份范围值:
注：实际化学成分以钢厂质保书为准。
碳C：0.17～0.23
硅Si：0.40～0.60
锰Mn：0.40～0.65
磷P：≤0.025
硫S：≤0.025
铬Cr：0.90～1.30
钼Mo：0.75～1.00
钒V：0.45～0.65
钛Ti:0.16-0.28
硼B:0.001-0.005
镍Ni：≤0.30
铜Cu:≤0.25

●20Cr1Mo1VTiB力学性能范围值:
注：实际力学性能以钢厂质保书为准。
20Cr1Mo1VTiB淬火：1030-1050℃，冷却剂：油冷。
20Cr1Mo1VTiB回火：680-720℃，冷却剂：空冷。
20Cr1Mo1VTiB屈服强度σ0.2(MPa)：≥685
20Cr1Mo1VTiB抗拉强度σb MPa)：≥785
20Cr1Mo1VTiB伸长率δ5(%)：≥14
20Cr1Mo1VTiB断面收缩率ψ(%)：≥50
20Cr1Mo1VTiB冲击功Akv(J)：≥39
20Cr1Mo1VTiB退火硬度：255-302HBW  
20Cr1Mo1VTiB备注：工作温度不得超过570℃ 

●20Cr1Mo1VTiB特性：
耐高温性能好：能在 570℃以下长期工作，在该温度范围内可保持良好的力学性能和组织稳定性。
抗蠕变性能强：20Cr1Mo1VTiB在高温长期工作条件下，能有效抵抗蠕变，避免因蠕变导致材料变形，20Cr1Mo1VTiB可保持尺寸稳定性和结构完整性。
抗氧化性良好：所含的铬和钼元素赋予其较好的抗氧化性能，20Cr1Mo1VTiB在高温环境中能抵抗氧化作用，防止表面生成氧化皮，延长使用寿命。
抗回火脆性佳：20Cr1Mo1VTiB高温回火后有较好的韧性，20Cr1Mo1VTiB在高温工作条件下不会出现明显的回火脆性，保证在高应力下不易脆断。
强化效果明显：通过钒、钛和硼等元素的添加，热处理后可形成弥散分布的碳化物和氮化物，强化材料，提高高温强度和稳定性

●20Cr1Mo1VTiB螺栓断裂原因分析：
1.摘要:
      对一条20Cr1Mo1VTiB螺栓的断裂原因厂高温紧固技术导则的要求进行了分析,通过金相组织和力学性能试验发现螺栓的断裂是由于宏观粗晶导致冲击韧性低下,在正常使用中发生断裂。
2.金相组织分析：
     该螺栓的宏观和微观组织检验均为粗品,宏观粗品级别为1级,是DL439-91标准中最粗大的晶粒级别,该钢种的正常组织应该是细晶贝氏体,宏观组织晶粒应该是5级过于粗大的组织使该螺栓的韧性几乎完全丧失。
3.受力分析：
     螺栓的应力是不均匀分布的紧力由螺栓通过螺纹逐渐传递给螺母靠近螺母支承面的第1圈螺纹承受的载荷最大,据资料介绍,集中在第1圈螺纹上的应力相当于承受全部载荷的50%左右从国内外的资料中,螺栓断裂大部分发生在栓第1到第3圈螺之间,对相品组织而言,当粗晶组织位于螺栓表面或螺纹根部时,脆性很大的粗晶组织无疑会起到裂源的作用,使螺栓在正常的应力条件下就可能发生断裂失效
4.结论
     从以上的试验结果分析可以看出,由于断裂螺栓的宏观组织异常大,造成冲击韧性低下,使该螺栓在使用中生了脆性断裂,粗品组织是其断裂失效的主要原因。

●20Cr1Mo1VTiB需要注意事项：
1.加工制造方面
锻造工艺不当：锻造过程中如果锻造比不足，会使材料的晶粒粗大，组织不均匀，降低螺栓的强度和韧性；而锻造比过大，又可能导致材料内部产生过多的残余应力，这些都会增加螺栓开裂的可能性。
2.热处理问题
淬火温度过高或保温时间过长：会使晶粒长大，降低材料的强度和韧性，增加开裂倾向。
淬火冷却速度过快：会在螺栓内部产生较大的淬火应力，当应力超过材料的强度极限时，就会导致开裂。
回火不充分：淬火后的螺栓若回火不充分，内部会残留大量的残余应力，在后续使用过程中，残余应力与工作应力叠加，可能引发螺栓开裂。
3.机加工缺陷：在螺栓的车削、磨削等机加工过程中，如果加工工艺参数不合理，可能会在螺栓表面产生刀痕、划伤等缺陷，这些表面缺陷会成为应力集中源，在使用过程中容易引发开裂。
装配与使用方面
装配不当
4.拧紧力矩过大：在装配过程中，如果拧紧力矩超过了螺栓的设计承载能力，会使螺栓承受过大的拉伸应力，当应力超过材料的屈服强度时，螺栓可能会发生塑性变形甚至开裂。
装配时偏斜：螺栓在装配时如果没有与被连接件的螺纹孔对中，出现偏斜，会使螺栓在拧紧过程中承受不均匀的载荷，局部应力过大，从而导致开裂。
工作环境因素
5.高温蠕变：20Cr1Mo1VTiB 螺栓虽然有较好的耐高温性能，但在长期高温环境下工作，仍可能发生蠕变现象。随着时间的推移，蠕变变形不断积累，会使螺栓的尺寸发生变化，强度降低，最终导致开裂。
6.腐蚀环境：如果螺栓工作在有腐蚀性介质的环境中，如潮湿的空气、酸碱溶液等，材料表面会发生腐蚀，腐蚀会使螺栓的有效截面积减小，同时在腐蚀产物的作用下，螺栓内部会产生腐蚀应力，这些都会加速螺栓的开裂。
7.振动与冲击：在一些设备运行过程中，螺栓会受到振动和冲击载荷的作用。频繁的振动和冲击会使螺栓承受交变应力，当交变应力超过材料的疲劳极限时，螺栓就会产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终导致螺栓开裂。

●注：以上信息由上海赛港工贸有限公司---技术部提供，如需要更多20Cr1Mo1VTiB材料的相关信息请咨询上海赛港技术部021-57619955。