تعریف، مواد و درجه های عملکرد پیچ ​​و مهره های با استحکام بالا

پیچ و مهره های با استحکام بالااز فولاد آلیاژی با استحکام بالا ساخته شده و قادر به تحمل کشش پیش از سفت شدن زیاد است. آنها به طور گسترده ای برای اتصالات حیاتی در خطوط راه آهن، پل ها، سازه های فولادی، تجهیزات فشار قوی و فوق فشار بالا استفاده می شوند. حالت شکست پیچ و مهره های با استحکام بالا عمدتاً شکستگی شکننده است. در مخازن تحت فشار و تجهیزات فشار بالا، معمولاً برای اطمینان از عملکرد کلی آب بندی، پیش بارگذاری استاندارد بزرگ اعمال می شود.

اتصال پیچ و مهره های با مقاومت بالا به اصطکاک بین سطوح تماس اجزای متصل برای جلوگیری از لغزش نسبی متکی است. برای تامین نیروی اصطکاک ضد لغزش کافی، لازم است پیش کشش پیچ، افزایش نیروی گیره قطعات و افزایش مناسب ضریب اصطکاک سطوح تماس، افزایش یابد. نیروی گیره بین اجزا به طور کامل توسط پیش کشش پیچ تامین می شود. بنابراین، فولاد با استحکام بالا باید برای تولید پیچ ​​و مهره استفاده شود، که ویژگی های اساسی اتصالات پیچ با مقاومت بالا را مشخص می کند.

ضریب اصطکاک به شدت بر ظرفیت باربری اتصالات پیچ با مقاومت بالا تأثیر می گذارد. عمدتاً با شرایط سطح تماس و مواد بستر قطعات متصل تعیین می شود. در ساخت و ساز، سطوح تماس معمولاً با سندبلاست و برس زدن سیم فولادی برای از بین بردن فلس های اکسید، لکه های روغن و ناخالصی ها، به منظور افزایش ضریب اصطکاک و اطمینان از پایداری اتصال، درمان می شوند.

1. مواد رایج و ویژگی های عملکرد پیچ ​​و مهره های با استحکام بالا

استحکام کششی، سختی و خواص مکانیکی جامع پیچ و مهره های با استحکام بالا به مواد زیرلایه و فرآیندهای عملیات حرارتی خاموش و تلطیف بستگی دارد. فولاد 40Cr خاموش شده معمولی به سختی الزامات عملکرد مواد را برآورده می کندپیچ و مهره های با مقاومت بالا درجه 10.9تحت شرایط پایدار در بازرسی های معمول، استحکام کششی را می توان ابتدا با سختی سطح پس از عملیات حرارتی ارزیابی کرد. پیچ و مهره های ساخته شده از مواد مختلف به وضوح از نظر عملکرد تاخیری شکستگی و عملکرد خستگی در شرایط تنش بالا متفاوت هستند.

پیچ و مهره های 40Cr با استحکام بالا بیشتر در ساختارهای شبکه اتصال توپ پیچ با ظرفیت تحمل طراحی نسبتا قابل کنترل استفاده می شود. استحکام طراحی تقریباً 390 مگاپاسکال برای پیچ‌هایی با قطر بزرگ‌تر یا مساوی 30 میلی‌متر و 430 مگاپاسکال برای پیچ‌های با قطر 30 میلی‌متر، با تنش پیش تنش کم در شرایط کاری عادی است. در صورت استفاده در شرایط کاری شدید با پیش بارگذاری بالا و تنش بالا، تأیید دقیق مقاومت در برابر شکست تاخیری مورد نیاز است. به طور کلی، مواد 20MnTiB نسبت به 40Cr و 40B مقاومت در برابر شکست تاخیری بهتری نشان می دهند.

مطابق با GB/T 1231، مواد توصیه شده برای پیچ‌های شش گوشه با استحکام بالا درجه 10.9S 20MnTiB برای مشخصات کمتر یا مساوی M24 و 35VB برای مشخصات کمتر یا مساوی M30 است. به سختی می توان به پیچ و مهره های با استحکام بالا با قطر بزرگ دست یافت و به نفوذ خاموش کننده کامل دست یافت و در نتیجه استحکام هسته نامحدودی را به همراه داشت. بنابراین، باید از پیچ و مهره های با استحکام بالا در کاربردهای مهندسی اجتناب شود. در صورت لزوم، استرس کاری طراحی باید کاهش یابد تا حاشیه ایمنی تضمین شود.

پیچ‌های لنگر و پیچ‌های مخصوص شکل (شامل پیچ‌های لنگر استاندارد GB799 و پیچ‌های نوع L) محدوده مشخصات M6-M120 را با طول نامحدود پوشش می‌دهند. مواد متداول عبارتند از: فولاد Q235، 45#، Q345B، 40Cr و 35CrMoA. انواع ساختاری شامل سبک های قلاب مستقیم، قلاب قوس، پنجه لنگر و صفحه لنگر سفت شده است. در میان آنها، 40Cr و 35CrMoA مواد با استحکام بالا برای لنگر انداختن سنگین پایه های تجهیزات و سازه های فولادی هستند.

2. تطبیق مواد و استانداردهای اجرایی برای پیچ‌های با مقاومت بالا نوع Torshear

برای پیچ و مهره های درجه 10.9 با مقاومت بالا برای سازه های فولادی (اتصال نوع اصطکاک با ضریب اصطکاک استاندارد 0.45)، مواد منطبق به شرح زیر مشخص می شوند: مواد پیچ: 20MnTiB; مواد مهره: 15MnVB. این مجموعه بست مطابق با استاندارد ملی استGB/T 3632-2008 پیچ و مهره و مجموعه واشر نوع Torshear با مقاومت بالا برای سازه های فولادیکه در تدارکات، بازرسی و ساخت دنبال خواهد شد.

3. طبقه بندی و ضوابط درجات عملکرد پیچ

خواص مکانیکی فولاد کربن وپیچ ها، پیچ ها و ناودانی های فولادی آلیاژیبه ده درجه استاندارد طبقه بندی می شوند: 3.6، 4.6، 4.8، 5.6، 5.8، 6.8، 8.8، 9.8، 10.9 و 12.9. قطر رزوه قابل استفاده از 1.6 میلی متر تا 39 میلی متر با دمای معمولی 50- درجه تا 300 درجه متغیر است. دمای کار بست های فولادی برش آزاد نباید از 250 درجه تجاوز کند.

طبقه بندی صنعت یکپارچه:پیچ و مهره های درجه 8.8 و بالاتر از فولاد کربن متوسط ​​یا فولاد کم آلیاژ از طریق عملیات حرارتی خاموش کردن و معتدل ساخته می شوند که به عنوان پیچ و مهره با استحکام بالا تعریف می شود. پیچ های زیر درجه 8.8 به عنوان پیچ های معمولی تعریف می شوند.

هر درجه عملکرد پیچ ​​شامل دو شکل است که به ترتیب نشان دهنده درجه مقاومت کششی اسمی و نسبت تسلیم است. این یک استاندارد جهانی بین المللی است. پیچ‌ها با درجه یکسان، بدون توجه به جنس و منشأ، خواص مکانیکی معادلی را ارائه می‌کنند، بنابراین فقط درجه عملکرد برای انتخاب طرح اتخاذ می‌شود.

مثال 1: پیچ معمولی درجه 4.6

1. استحکام کششی اسمی: 400 مگاپاسکال.

2. نسبت بازده: 0.6;

3. قدرت تسلیم اسمی: 400 مگاپاسکال × 0.6=240 مگاپاسکال.

مثال 2: پیچ با استحکام بالا درجه 10.9 (پس از عملیات حرارتی)

1. استحکام کششی اسمی: 1000 مگاپاسکال.

2. نسبت بازده: 0.9;

3. قدرت تسلیم اسمی: 1000 مگاپاسکال × 0.9=900 مگاپاسکال.