Analiza materialelor șuruburilor

Șuruburile sunt elemente de fixare clasificate în funcție de clasa de proprietate mecanică în șuruburi obișnuite șișuruburi de înaltă rezistență. Diferitele materiale afectează direct performanța mecanică și gama aplicabilă de șuruburi. Mai jos este o analiză a materialelor pentru șuruburi utilizate în mod obișnuit pentru referință de selecție.

1. Materiale comune pentru șuruburi obișnuite

Șuruburile sub clasa de proprietate 8.8 sunt șuruburi de rezistență obișnuită, fabricate în general din sârmă de oțel cu conținut scăzut de carbon sau mediu de carbon prin laminare la rece și filet, fără tratament termic de călire și revenire. Luând ca exemplu cea mai frecvent utilizată Clasa 4.8: rezistența nominală la tracțiune nu este mai mică de 400 MPa, raportul de curgere la tracțiune este de 0,8 și limita de curgere nominală nu este mai mică de 400 × 0.8=320 MPa.

Tipurile comune de tije pentru șuruburi obișnuite includ:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

Alte tije din oțel carbon care îndeplinesc cerințele de performanță

Tijele de sârmă din oțel carbon de mai sus sunt în mod inerent nemagnetice; caracteristicile nemagnetice se aplică în principal laelemente de fixare din oțel inoxidabil. După prelucrarea la rece, oțelurile inoxidabile austenitice dezvoltă un magnetism slab: 304M după prelucrarea la rece are un magnetism de aproximativ 1,6 μ până la 2,0 μ, 304HC aproximativ 1,01 μ până la 1,6 μ, iar gradul 316 după prelucrarea la rece are un magnetism sub 1,01 μ.

2. Materiale comune pentru șuruburi de mare rezistență

Șuruburile de înaltă rezistență necesită materiale cu rezistență la tracțiune mai mare pentru a satisface cerințe mai mari de preîncărcare și de încărcare. Tratamentul termic de călire și revenire are un impact semnificativ asupra rezistenței materialului. După revenire, 40Cr, în general, nu poate satisface în mod stabil cerințele materiale ale șuruburilor structurale de înaltă rezistență din clasa 10.9S; în condiții limitate de inspecție, duritatea suprafeței după revenire poate fi utilizată ca referință preliminară pentru gradul de rezistență al materialului. În condiții de solicitare ridicată, șuruburile de înaltă rezistență realizate din diferite materiale prezintă o rezistență diferită la rupere întârziată.

2.1 40Șuruburi Cr de înaltă rezistență

Șuruburile de înaltă rezistență 40Cr sunt utilizate în principal în fermele spațiale cu articulație sferică. Rezistența lor de proiectare este în general de 390 MPa (d mai mare sau egal cu 30 mm) sau 430 MPa (d < 30 mm), cu efort de preîntindere relativ scăzut în condiții normale de utilizare. Când se aplică în condiții care necesită preîncărcare mare, rezistența întârziată la rupere a materialului trebuie evaluată și asigurată cu atenție.

2.2 20Șuruburi MnTiB de înaltă rezistență

20MnTiB este un oțel aliat cu bor cu conținut scăzut de carbon. După călire și călire, oferă proprietăți cuprinzătoare bine echilibrate, iar rezistența sa întârziată la rupere este superioară celei a 40Cr și 40B, făcându-l potrivit pentru ansambluri de conexiune cu structură de oțel cu preîncărcare mare și solicitare mare.

2.3 Selectarea materialului recomandat de standard

Conform standardului național chinez actual pentru mare rezistențășurub cu cap hexagonal, ansambluri piulițe și șaibe pentru structurile din oțel, materialele recomandate pentru șuruburile din clasa 10.9S sunt următoarele:

Dimensiune Mai mică sau egală cu M24: 20MnTiB;

Dimensiunea M27–M30: 35VB.

Șuruburile cu diametru mare și rezistență ridicată sunt greu de întărit în timpul călirii, așa că trebuie evitate diametrele excesiv de mari. Dacă sunt necesare șuruburi cu diametru mare, tensiunea de lucru trebuie redusă în mod corespunzător și trebuie verificată călibilitatea materialului pentru a îndeplini cerințele de performanță a secțiunii transversale.

3. Rezumat

Atât pentru șuruburile obișnuite, cât și pentru șuruburile de înaltă rezistență, selecția materialului afectează în mod direct rezistența, tenacitatea, rezistența la oboseală, rezistența întârziată la rupere și intervalul de service aplicabil. În timpul selecției, potrivirea materialelor și a proceselor de tratament termic vor fi alese în conformitate cu clasa de încărcare, cerințele de preîncărcare, mediul de service și standardele relevante pentru a asigura fiabilitatea îmbinării.