تجزیه و تحلیل مواد پیچ ​​و مهره

پیچ و مهره ها اتصال دهنده هایی هستند که بر اساس کلاس خصوصیات مکانیکی به پیچ و مهره های معمولی طبقه بندی می شوندپیچ و مهره های با استحکام بالا. مواد مختلف به طور مستقیم بر عملکرد مکانیکی و محدوده قابل اجرا پیچ ها تأثیر می گذارد. در زیر تجزیه و تحلیلی از مواد پیچ ​​و مهره که معمولاً استفاده می شود برای مرجع انتخاب آورده شده است.

1. مواد رایج برای پیچ و مهره های معمولی

پیچ‌های زیر کلاس ویژگی 8.8 پیچ‌هایی با استحکام معمولی هستند که عموماً از میله‌های فولادی کم کربن یا متوسط ​​کربن به‌وسیله نورد سرد و رزوه‌ای، بدون عملیات حرارتی خاموش و تلطیف ساخته می‌شوند. به عنوان مثال، کلاس 4.8 را معمولاً مورد استفاده قرار می دهیم: استحکام کششی اسمی کمتر از 400 مگاپاسکال نیست، نسبت تسلیم به کشش 0.8 است، و استحکام اسمی تسلیم کمتر از 400 × 0.8=320 مگاپاسکال نیست.

نمرات میله سیم معمولی برای پیچ و مهره های معمولی عبارتند از:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

سایر میله های سیم فولادی کربنی الزامات عملکرد را برآورده می کنند

میله های سیم فولادی کربنی فوق ذاتاً فاقد مغناطیسی هستند. ویژگی های غیر مغناطیسی عمدتاً به آن اعمال می شوداتصال دهنده های فولادی ضد زنگ. پس از کار سرد، فولادهای زنگ نزن آستنیتی دارای خاصیت مغناطیسی ضعیفی هستند: 304M بعد از کار سرد دارای مغناطیس تقریباً 1.6μ تا 2.0μ، 304HC تقریباً 1.01μ تا 1.6μ و درجه 316 بعد از کار سرد دارای مغناطیس کمتر از 1.01μ است.

2. مواد رایج برای پیچ و مهره های با استحکام بالا

پیچ های با استحکام بالا به موادی با استحکام کششی بالاتر نیاز دارند تا نیازهای پیش بار و باربری بیشتر را برآورده کنند. عملیات حرارتی کوئنچ و تمپرینگ تأثیر قابل توجهی بر استحکام مواد دارد. پس از تمپر، 40Cr به طور کلی نمی تواند به طور پایدار نیازهای مواد پیچ ​​و مهره های ساختاری با استحکام بالا کلاس 10.9S را برآورده کند. تحت شرایط بازرسی محدود، سختی سطح پس از تمپر می تواند به عنوان مرجع اولیه برای درجه مقاومت مواد استفاده شود. در شرایط تنش زیاد، پیچ‌های با استحکام بالا ساخته شده از مواد مختلف، مقاومت در برابر شکست تاخیری متفاوتی از خود نشان می‌دهند.

2.1 40پیچ‌های با استحکام بالا کروم

پیچ و مهره های 40Cr با استحکام بالا عمدتاً در خرپاهای فضایی مشترک پیچ و مهره استفاده می شود. استحکام طراحی آنها عموماً 390 مگاپاسکال (d بزرگتر یا مساوی 30 میلی‌متر) یا 430 مگاپاسکال (d <30 میلی‌متر)، با تنش پیش کششی نسبتاً کم در سرویس‌های معمولی است. هنگامی که در شرایطی اعمال می شود که نیاز به پیش بار بالا دارند، مقاومت در برابر شکست تاخیری ماده باید به دقت ارزیابی و اطمینان حاصل شود.

2.2 20پیچ و مهره های MnTiB با استحکام بالا

20MnTiB یک فولاد آلیاژی بور کم کربن است. پس از خاموش کردن و تمپر کردن، خواص جامع متعادلی را ارائه می دهد و مقاومت در برابر شکست تاخیری آن نسبت به 40Cr و 40B برتری دارد و آن را برای مجموعه های اتصال سازه فولادی با پیش بارگذاری بالا و استرس بالا مناسب می کند.

2.3 انتخاب مواد توصیه شده استاندارد

با توجه به استاندارد ملی چینی فعلی برای استحکام بالا بزرگپیچ سر شش گوش، مجموعه های مهره و واشر برای سازه های فولادی، مواد توصیه شده برای پیچ های کلاس 10.9S به شرح زیر است:

اندازه کمتر یا مساوی M24: 20MnTiB.

اندازه M27–M30: 35VB.

پیچ‌ها و پیچ‌های با استحکام بالا با قطر زیاد در حین تمپر سخت شدن سخت می‌شوند، بنابراین باید از قطرهای بیش از حد بزرگ خودداری شود. در صورت نیاز به پیچ و مهره های با قطر زیاد، تنش کاری باید بر اساس آن کاهش یابد و سختی پذیری مواد باید تأیید شود تا الزامات عملکرد مقطع را برآورده کند.

3. خلاصه

هم برای پیچ‌های معمولی و هم برای پیچ‌های با استحکام بالا، انتخاب مواد مستقیماً بر استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر شکست تاخیری و محدوده خدمات قابل اجرا تأثیر می‌گذارد. در طول انتخاب، مطابق با درجه مواد و فرآیندهای عملیات حرارتی باید مطابق با کلاس بار، الزامات پیش بارگذاری، محیط سرویس و استانداردهای مربوطه برای اطمینان از قابلیت اطمینان مشترک انتخاب شوند.