導讀：冷鐓鋼即采用冷鐓工藝制造連接件、緊固件用鋼，俗稱為“鉚螺鋼”（ML）。冷鐓鋼因具有加工精度高、表面質量好等優點，已成為緊固件的關鍵原材料。高強度緊固件用鋼通常為調質處理的低中碳素鋼和合金結構鋼等。
一、冷鐓鋼行業國內外發展現狀
1.1 全球冷鍛鋼行業發展現狀
美國、日本是研究高品質冷鐓鋼較早的國家，20世紀80年代，美國汽車用螺栓的強度級別已經達到10.9級以上。目前，美國、日本等鋼鐵企業已經能夠生產出潔凈冷鐓鋼，并在大力發展新技術下的高品質冷鐓鋼，如省略軟化、調質等熱處理工序的非調質鋼，能夠有效統一協調強度和塑性的雙相鋼及節約合金元素的硼鋼等。表1中列出了日本神戶和住友鋼鐵企業生產的幾種高品質冷鐓鋼基本情況，這也是面向日益增長的工業需求，在投入巨資重點實施的新一代超級鋼研究的大背景下研究出的系列成果。
表1 高強度冷鐓鋼的化學成分及力學性能（W%）
雖然實驗室研究試制了大量1300、1400MPa級高強度冷鐓鋼，甚至1600MPa級別高強度冷鐓鋼，但是目前國標中規定以及能夠工業化生產的最高級別的還是12.9級。對于用于制造10.9、12.9級的緊固件用冷鐓鋼，由于對強度級別、疲勞性能和耐延遲斷裂性能提出嚴格要求，普遍還是使用 Cr-Mo、Cr-Mo-V系列，且在后續的工藝中需通過球化退火工藝對材料進行軟化處理，以便進行冷鐓成形，然后進行調質處理以獲得優良性能的緊固件。
目前緊固件用冷鐓鋼大多還是采用原材料離線后的球化退火工藝來提高冷鐓鋼的塑性變形能力。一般是鋼廠提供熱軋盤條，標準件廠進行后續的球化退火處理，但由于中碳合金鋼的冷鐓性能不能完全滿足要求，造成生產合格率較低，冷鐓出現表面裂紋、掉頭而產生大量殘次品的現象。
由于傳統球化遺火工藝周期較長，其周期大約為18～32h，消耗大量的能源和資源，污染環境，因此，標準件廠商迫切希望能夠簡化退火工序甚至開發出免球化退火工藝的冷鐓鋼種。高強度化是材料研究和開發的主題。高強度螺栓連接是繼鉚接、焊接之后發展起來的一種新型連接形式，它具有承載能力高、受力性能好、耐疲勞、不松動、較安全及施工簡便、可拆換等優點。
1.2我國冷鐓鋼行業發展現狀
我國從20世紀90年代開始生產冷鐓鋼，主要的生產企業為寶鋼、馬鋼、濟鋼、沙鋼、邢鋼等40余家鋼鐵企業，但生產的冷鐓鋼還不能滿足高端緊固件的需求，國內緊固件用原材料基本都是熱軋態有1.5%～3%存在表面開裂問題，冷鐓鋼盤條的合格率約在98％，由于盤條軋制而產生的冷鐓開裂異議率＜2％，緊固件企業不得不在拉拔和退火工序過程中進行材料的改制。國內近20年來大力開發SWRM6，SWRCH6A，SWRM8，SWRM10，SWRM8A，SWRCH10A，ASTM1022，ML35， SWRCH35K，SWRCH38K, SCM435，SCM440等緊固件冷鐓用鋼，基本上能夠滿足行業的要求。
但是，近年來隨著汽車、機械、建筑、輕工等各個行業的飛速發展，對緊固件用冷鐓鋼提出更高的要求，迫切需求具有更加優良的綜合性能的鋼鐵材料。我國冷鐓鋼生產穩定性較低，純凈度不高，致使很多低合金鋼、合金鋼都需要進口，特別是制造汽車高強度螺栓所用的冷鐓鋼，其強度需到達12.9級以上，基本上依賴于進口。
目前國內冷鐓鋼一方面在緊貼用戶要求的基礎上需要提高檢驗標準;另一方面結合國內的發展，在非調質冷鐓鋼、雙相鋼、高強度硼鋼、超細晶粒鋼、耐腐蝕性鋼加大研發力度，推進相應產品的開發及使用。
GB/T6478中規定的鋼號仍較少使用，20MnTiB、MFT8、35VB等自主創新鋼種數量也不多。對脫碳傾向小、塑性好便于以冷鐓變形加工異形件、熱處理淬透性好的含硼鋼種，國內較少開發。牌號10B21、10B28、10B33、MnB123H等相似的品種國內鋼廠也供貨不少；大量還是JISG3507、JISG4105、ASTM等日美標準的牌號。
1.3 國內冷鐓鋼的質量分析
1.3.1 化學成分
碳含量
在滿足強度要求的前提下，較低的碳質量分數可以得到良好的拉拔、冷鐓性能；利用錳細化鐵素體晶粒、珠光體團和珠光體片間距來提高調質冷鐓鋼的強韌性，冷鐓鋼的碳含量對其韌性有很大影響，如果碳含量超過標準上限，則在加工過程中容易破裂，因為碳含量過高則形成的片狀珠光體越多，片狀珠光體對鋼的塑韌性具有不利的影響。所以，在生產過程中，應根據標準要求嚴格控制冷鐓鋼的碳含量。
其他元素
硫和磷是鋼中的有害元素，分別導致鋼的冷、熱脆性。隨著鋼中氮含量的增加，鋼的強度，硬度和脆性增加，但成形性和韌性顯著降低，可焊性劣化。另外，氫是鋼中白點的根本原因，尤其是Cr-Mo、Cr-Mo-V鋼中的易形成白點（小裂縫）引起氫脆化；釩作為最重要的微合金元素之一，在鋼中形成的V（C，N）析出可抑制再結晶，起到細晶強化作用，在鐵素體中彌散的 V（C，N）可提高鋼的強度，碳氮化物粒度越小，析出強化效果越強；氧在鋼中主要以氧化物的形式存在，隨著金屬氧化物含量的增加，鋼的塑性和韌性顯著下降。此外，如果鋼水的脫氧性差會導致連鑄坯中的皮下氣泡和表面孔隙增多，嚴重影響鋼的質量。
硅通常作為脫氧劑添加到鋼中，少量的硅會增加鋼的強度， 但是大量的硅會對鋼的形狀和韌性產生不利影響。錳可以減少硫的有害影響，提高材料的熱加工性能。同時，錳將提高鋼的強度，硬度和淬透性，增強加工硬化，從而降低材料的可塑性，但是過多增加錳的質量分數，會導致珠光體的增多，降低鋼的韌性，且錳質量分數超過1.0%時，會促進貝氏體的生成；鋁在高溫下容易氧化，形成有害雜質，降低鋼的機械性能；同時，鋁可以阻礙晶粒長大，提高韌性，改善冷鐓鋼的整體性能，并減少扭轉過程中的應變能力，因此，應適度控制。
其他大部分合金元素會增加鋼的強度和韌性，從而影響鋼的加工性能，因而，這些合金元素的量應取決于鋼的不同加工用途。
1.3.2 顯微組織
夾雜物
鋼中主要有害夾雜物是非金屬夾雜物，它們的存在不僅大大降低了鋼的強度和韌性，而且容易引起腐蝕和疲勞破壞，并影響鋼的微觀結構。因此，應采取各種措施去除減少鋼中的非金屬夾雜物，使殘余的夾雜物盡可能分布均勻。
晶粒大小
鋼的晶粒越細，其變形越均勻，斷裂前具有很大的斷后伸長率和斷面收縮率，還可吸收更多的能量，提高鋼的韌性。并且， 晶粒越細晶界面積越大，晶界可以阻礙裂紋的擴展。因此，鋼的晶粒越細，其綜合力學性能越好，對壓力加工越有利。對于已形成粗晶粒的冷鐓鋼來說，可以通過正火或調質來細化晶粒。
組織組成
冷鐓鋼顯微組織為鐵素體＋珠光體，不得出現片狀珠光體、貝氏體及 魏氏組織；而片狀珠光體會增加冷變形裂紋傾向，對冷鐓鋼成型性和壓力加工性明顯不利，因此，一般要通過調質或正火將片狀珠光體轉化成顆粒狀或細片狀，這樣不但對壓力加工有利，也有利于鋼的綜合力學性能。
另外，冷鐓鋼在鑄造和熱軋后容易形成帶狀組織，而帶狀組織會降低垂直于軋制方向的伸長率、斷面收縮率以及沖擊韌性，因此，需要通過一定的方法來消除或減輕，如擴散退火、電渣重熔、快速結晶、增大鍛造比等方法。
1.3.3 表面質量缺陷
冷鐓鋼盤條表面缺陷主要有劃傷、裂紋、折疊、皺紋和結疤等，破壞了材料表面基體的連續性。如果冷鐓鋼中存在表面缺陷，則在加工過程中容易引起應力集中，并且促成冷鍛裂紋的形成和擴展。因此，要求冷鐓鋼表面應光滑，這就需要進一步要求冷鐓鋼在鑄造和軋制過程中要嚴格控制生產工藝。此外，表層脫碳也可視為一種表面質量缺陷，其容易造成表層強度降低、疲勞破壞加快，所以在軋制過程中應制定可靠的預防措施來減小脫碳厚度。
二、冷鐓鋼市場分析及預測
2.1 冷鐓鋼市場分析
冷鐓鋼冷成型性能良好，在機械加工行業用冷拔代替熱軋材冷切削機加工，是目前發展迅速廣泛的一種高效品種。近年來受下游用鋼需求的波動，我國冷鐓鋼行業市場規模也存在上下波動的情況。
據統計，2018年我國冷鐓鋼行業市場規模為417.3億元；2019年我國冷鐓鋼行業市場規模為422.5億元，同比增1.2%；2020年我國冷鐓鋼行業市場規模441.1億元，同比增長4.4%；2021年我國冷鐓鋼行業市場規根617.1億元，同比增長39.9%；2022年我國冷鐓鋼行業市場規模558.6億元，同比增長-9.5%。近5年我國冷鐓鋼行業市場規模年復合增速為18.0%。
從我國 2018-2022年冷鐓鋼市場規模的變動趨勢來看，按照6.0%的保守增速進行預測，則2027年我國冷鐓鋼行業市場規模將達到747.5億元左右。目前，我國冷鍛鋼行業規模處于繼續擴大的過程中，行業供應能力與需求規模的整體增速較快，行業處于成長期階段。
2.2我國冷鍛鋼行業發展策略
產品定位與定價
價格直接影響市場對產品的接受程度，影響著市場需求和企業利潤，涉及生產者、經營者和消費者等各方利益，是市場競爭的重要手段。
定價過于強調成本導向；定價脫離營銷組合的其他要素；不能根據變化及時調整價格，以及沒有根據不同的產品、細分的市場和購買的時機對價格做出調整，這類問題影響產品定位與定價。相對合理有效的價格策略：在追求產品利潤時，采用以成本為導向法；在追求產品銷售額和市場占有率時，采取以競爭為導向的定價法。在制定產品基本體系之后，還應針對市場供需情況及時調整產品價格，較靈活的定價策略才能幫助企業實現性價比最大化。
此外，還應該針對用戶的差異性、重要性等因素及企業的戰略導向、面臨的形勢變化適時調整銷售價格。
營銷策略與渠道建設
目前我國冷鐓鋼行業的主要渠道是直銷、分銷等，這些渠道運營已相對成熟，成為許多下游企業首選。隨著行業競爭日趨激烈，如何擴大現有渠道及建設新渠道將成為未來行業競爭的關鍵因素之一。
渠道及終端競爭激烈，成為影響市場份額的重要因素。廣泛而順暢高效的銷售渠道是企業，產品市場份額、開發新業務的支柱，行業內企業不斷加大投入，在維護原有渠道優勢的同時，力爭開拓新的市場渠道。在各層級渠道的競爭中，對終端的競爭最為激烈。終端渠道對企業營業額、選址、交通、消費水平有較高要求，優質終端是稀缺資源。此外，在渠道管理方面，企業應注重提高銷售人員素質與業務水平，加強管理。
技術創新及成本控制
產品的生產工藝和技術水平決定了產品質量和產品性能。冷鐓鋼產品技術門檻相對較高，產品的質量將直接影響產品功能，也是下游用戶關注的核心指標之一。因此，產品技術水平的變化對行業利潤水平和趨勢有較大影響。
冷鐓鋼成本主要是鐵礦石、煤及輔料等原材料及人員方面的成本。企業應開發新型產品迎合市場需求，擴大產品消費，增強產品市場競爭力。同時，冷鐓鋼企業應擴大使用網絡等資源宣傳自己品牌，增強用戶對產品的認知程度。
當前冷鐓鋼行業面臨成本上漲的風險，因此如何在經濟環境不景氣的情況下，控制成本上升對企業的生存和發展十分重要。
三、經驗與總結
目前我國冷鐓鋼行業進入變革時期，冷鐓鋼行業仍處在上升發展階段，產品結構隨之發生變化，更多的冷鐓鋼產品進入市場，同時產業集中度提高，劣質產品淘汰，市場中不斷出現中高端產品，行業內一些小型冷鐓鋼項目少且缺乏吸引力，便會逐漸被淘汰，這就促進了行業資源向優勢企業集中，有利于提高行業集中度，優化產業結構，促進行業健康發展。綜合來說，我國冷鐓鋼行業的總體發展前景較好，市場仍存在較大的增長空間。
來源：螺絲君
