Анализ на материалите на болтовете

Болтовете са свързващи крепежни елементи, класифицирани по клас на механични свойства на обикновени болтове ивисокоякостни болтове. Различните материали пряко влияят върху механичните характеристики и приложимата гама болтове. По-долу е даден анализ на често използвани материали за болтове за справка при избора.

1. Общи материали за обикновени болтове

Болтовете под клас на собственост 8.8 са болтове с обикновена якост, обикновено изработени от нисковъглеродна или средно въглеродна стоманена тел чрез студено навиване и валцоване на резба, без закаляване и термична обработка. Като вземем за пример най-често използвания клас 4.8: номиналната якост на опън е не по-малка от 400 MPa, съотношението на провлачване към опън е 0,8, а номиналната якост на провлачване е не по-малко от 400 × 0.8=320 MPa.

Общите степени на валцдрат за обикновени болтове включват:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

Други пръти от въглеродна стомана, отговарящи на изискванията за производителност

Горните пръти от въглеродна стомана са по своята същност немагнитни; немагнитните характеристики се отнасят главно закрепежни елементи от неръждаема стомана. След студена обработка аустенитните неръждаеми стомани развиват слаб магнетизъм: 304M след студена обработка има магнетизъм от приблизително 1,6 μ до 2,0 μ, 304HC приблизително 1,01 μ до 1,6 μ, а клас 316 след студена обработка има магнетизъм под 1,01 μ.

2. Общи материали за високоякостни болтове

Болтовете с висока якост изискват материали с по-висока якост на опън, за да отговорят на по-високите изисквания за предварително натоварване и товароподемност. Термичната обработка при закаляване и отвръщане оказва значително влияние върху якостта на материала. След закаляване, 40Cr обикновено не може стабилно да удовлетвори материалните изисквания на клас 10.9S структурни болтове с висока якост; при ограничени условия на проверка повърхностната твърдост след темпериране може да се използва като предварителна референция за степен на якост на материала. При голямо напрежение високоякостните болтове, направени от различни материали, показват различна устойчивост на забавено счупване.

2.1 40Cr високоякостни болтове

40Cr високоякостни болтове се използват главно в пространствени ферми на болтово-сферични съединения. Тяхната проектна якост обикновено е 390 MPa (d По-голямо или равно на 30 mm) или 430 MPa (d < 30 mm), с относително ниско напрежение преди опън при нормална експлоатация. Когато се прилага при условия, изискващи високо предварително натоварване, устойчивостта на забавено счупване на материала трябва да бъде внимателно оценена и гарантирана.

2.2 20MnTiB болтове с висока якост

20MnTiB е нисковъглеродна борна сплав стомана. След закаляване и темпериране, той осигурява добре балансирани всеобхватни свойства и неговата устойчивост на забавено счупване е по-добра от тази на 40Cr и 40B, което го прави подходящ за свързващи възли от стоманени конструкции с високо предварително натоварване и високо напрежение.

2.3 Стандартно препоръчан избор на материал

Съгласно текущия китайски национален стандарт за голяма якостболт с шестостенна глава, гайки и шайби за стоманени конструкции, препоръчваните материали за болтове от клас 10.9S са както следва:

Размер По-малък или равен на M24: 20MnTiB;

Размер M27–M30: 35VB.

Високоякостните болтове с голям диаметър са трудни за закаляване по време на закаляване, така че трябва да се избягват прекалено големи диаметри. Ако са необходими болтове с голям диаметър, работното напрежение трябва да бъде съответно намалено и трябва да се провери закаляването на материала, за да отговаря на изискванията за ефективност на напречното сечение.

3. Обобщение

Както за обикновените болтове, така и за болтовете с висока якост, изборът на материал влияе пряко върху здравината, издръжливостта, устойчивостта на умора, устойчивостта на забавено счупване и приложимия диапазон на обслужване. По време на избора трябва да се изберат съвпадащи класове материали и процеси на топлинна обработка в съответствие с класа на натоварване, изискванията за предварително натоварване, работната среда и съответните стандарти, за да се гарантира надеждността на съединението.