Skrūvju materiālu analīze

Skrūves savieno stiprinājumus, kas klasificēti pēc mehānisko īpašību klases ar parastajām skrūvēm unaugstas stiprības skrūves. Dažādi materiāli tieši ietekmē mehānisko veiktspēju un izmantojamo skrūvju klāstu. Tālāk ir sniegta parasti izmantoto skrūvju materiālu analīze atlasei.

1. Parastie materiāli parastajām skrūvēm

Skrūves, kas ir zemākas par 8.8. īpašuma klasi, ir parastas stiprības bultskrūves, kas parasti izgatavotas no zema oglekļa vai vidēja oglekļa satura tērauda stiepļu stieņa ar aukstu galviņu un vītnes velmēšanu, bez rūdīšanas un termiskās apstrādes. Kā piemēru ņemot visbiežāk izmantoto 4.8. klasi: nominālā stiepes izturība nav mazāka par 400 MPa, tecēšanas un stiepes attiecība ir 0,8, un nominālā tecēšanas robeža nav mazāka par 400 × 0.8=320 MPa.

Parastās stiepļu stieņu kategorijas parastajām skrūvēm ietver:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

Citi oglekļa tērauda stiepļu stieņi, kas atbilst veiktspējas prasībām

Iepriekš minētie oglekļa tērauda stiepļu stieņi pēc būtības nav magnētiski brīvi; nemagnētiskie raksturlielumi galvenokārt attiecas uznerūsējošā tērauda stiprinājumi. Pēc aukstās apstrādes austenīta nerūsējošais tērauds attīsta vāju magnētismu: 304M pēc aukstās apstrādes magnētisms ir aptuveni 1,6 μ līdz 2,0 μ, 304HC magnētisms ir aptuveni 1,01 μ līdz 1,6 μ, un 316. klases magnētisms pēc aukstās apstrādes ir mazāks par 1,01 μ.

2. Izplatītākie materiāli augstas stiprības skrūvēm

Augstas stiprības skrūvēm ir nepieciešami materiāli ar lielāku stiepes izturību, lai tie atbilstu lielākām priekšslodzes un nestspējas prasībām. Rūdīšanas un atlaidināšanas termiskā apstrāde būtiski ietekmē materiāla izturību. Pēc rūdīšanas 40Cr parasti nevar stabili apmierināt 10.9S klases strukturālo augstas stiprības skrūvju materiālu prasības; ierobežotos pārbaudes apstākļos virsmas cietību pēc rūdīšanas var izmantot kā sākotnējo atsauci materiāla stiprības pakāpei. Augstas slodzes apstākļos augstas stiprības skrūvēm, kas izgatavotas no dažādiem materiāliem, ir atšķirīga aizkavēta lūzuma izturība.

2.1 40Cr augstas stiprības skrūves

40Cr augstas stiprības bultskrūves galvenokārt izmanto bultskrūvju-lodveida savienojumu telpu kopnēs. To projektētā izturība parasti ir 390 MPa (d Lielāka vai vienāda ar 30 mm) vai 430 MPa (d < 30 mm), ar relatīvi zemu priekšspriegumu normālā ekspluatācijā. Lietojot apstākļos, kuros nepieciešama liela priekšslodze, rūpīgi jānovērtē un jānodrošina materiāla aizkavētā lūzuma izturība.

2.2 20MnTiB augstas stiprības skrūves

20MnTiB ir zema oglekļa satura bora leģētais tērauds. Pēc rūdīšanas un rūdīšanas tas nodrošina labi līdzsvarotas visaptverošas īpašības, un tā aizkavētā pretestība pret lūzumiem ir labāka par 40Cr un 40B izturību, padarot to piemērotu augstas priekšslodzes, augstas sprieguma tērauda konstrukciju savienojumu komplektiem.

2.3. Standarta ieteicamā materiāla izvēle

Saskaņā ar pašreizējo Ķīnas valsts standartu augstas stiprības lieliemsešstūra galvas skrūve, uzgriežņu un paplāksnes komplekti tērauda konstrukcijām, ieteicamie materiāli 10.9S klases skrūvēm ir šādi:

Izmērs mazāks vai vienāds ar M24: 20MnTiB;

Izmērs M27–M30: 35VB.

Liela diametra augstas stiprības skrūves rūdīšanas laikā ir grūti sacietējušas, tāpēc jāizvairās no pārmērīgi liela diametra. Ja ir nepieciešamas liela diametra skrūves, darba spriegums ir attiecīgi jāsamazina un jāpārbauda materiāla rūdāmība, lai tā atbilstu šķērsgriezuma veiktspējas prasībām.

3. Kopsavilkums

Gan parastajām skrūvēm, gan augstas stiprības skrūvēm materiāla izvēle tieši ietekmē stiprību, stingrību, izturību pret nogurumu, aizkavētu izturību pret lūzumiem un piemērojamo pakalpojumu diapazonu. Lai nodrošinātu savienojuma uzticamību, atlases laikā jāizvēlas atbilstošas ​​materiālu kategorijas un termiskās apstrādes procesi atbilstoši slodzes klasei, priekšslodzes prasībām, apkalpošanas videi un attiecīgajiem standartiem.