Analyse af boltmaterialer

Bolte er forbindelsesbefæstelser klassificeret efter mekanisk egenskabsklasse i almindelige bolte oghøjstyrke bolte. Forskellige materialer påvirker direkte den mekaniske ydeevne og det anvendelige udvalg af bolte. Nedenfor er en analyse af almindeligt anvendte boltmaterialer til valgreference.

1. Fælles materialer til almindelige bolte

Bolte under ejendomsklasse 8.8 er bolte med almindelig styrke, generelt fremstillet af valsetråd med lavt eller medium kulstofstål ved kold- og gevindvalsning, uden bratkølende og hærdende varmebehandling. Tager vi den mest almindeligt anvendte klasse 4.8 som eksempel: den nominelle trækstyrke er ikke mindre end 400 MPa, flydespændingsforholdet er 0,8, og den nominelle flydespænding er ikke mindre end 400 × 0.8=320 MPa.

Almindelige valsetrådskvaliteter for almindelige bolte inkluderer:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

Andre valsetråde af kulstofstål, der opfylder ydeevnekravene

Ovenstående kulstålstænger er i sagens natur ikke-magnetisk-fri; ikke-magnetiske egenskaber gælder primært forfastgørelsesanordninger i rustfrit stål. Efter koldbearbejdning udvikler austenitisk rustfrit stål svag magnetisme: 304M efter koldbearbejdning har en magnetisme på ca. 1,6 μ til 2,0 μ, 304HC ca. 1,01 μ til 1,6 μ, og Grade 316 efter koldbearbejdning har en magnetisme under 1,01 μ.

2. Almindelige materialer til højstyrkebolte

Højstyrkebolte kræver materialer med højere trækstyrke for at opfylde større krav til forspænding og belastning. Sluknings- og hærdningsvarmebehandling har en betydelig indflydelse på materialets styrke. Efter anløbning kan 40Cr generelt ikke stabilt opfylde materialekravene til Klasse 10.9S strukturelle højstyrkebolte; under begrænsede inspektionsforhold kan overfladehårdhed efter anløbning bruges som en foreløbig reference for materialestyrkegrad. Under høj belastning udviser højstyrkebolte lavet af forskellige materialer forskellig forsinket brudmodstand.

2.1 40Cr High-Strength Bolts

40Cr højstyrkebolte bruges hovedsageligt i bolt-kugleledsspær. Deres designstyrke er generelt 390 MPa (d større end eller lig med 30 mm) eller 430 MPa (d < 30 mm), med relativt lav fortrækspænding under normal drift. Ved anvendelse under forhold, der kræver høj forbelastning, skal materialets forsinkede brudmodstand vurderes omhyggeligt og sikres.

2.2 20MnTiB højstyrkebolte

20MnTiB er et bor-legeret stål med lavt kulstofindhold. Efter bratkøling og hærdning leverer den velafbalancerede omfattende egenskaber, og dens forsinkede brudmodstand er overlegen i forhold til 40Cr og 40B, hvilket gør den velegnet til høj-forspændte, højspændte stålstrukturforbindelsessamlinger.

2.3 Standard-anbefalet materialevalg

Ifølge den nuværende kinesiske nationale standard for høj styrke storsekskant bolt, møtrik- og skivesamlinger til stålkonstruktioner, anbefalede materialer til klasse 10.9S bolte er som følger:

Størrelse Mindre end eller lig med M24: 20MnTiB;

Størrelse M27–M30: 35VB.

Bolte med stor diameter og høj styrke er svære at gennemhærde under anløbning, så for store diametre bør undgås. Hvis der kræves bolte med stor diameter, skal arbejdsspændingen reduceres tilsvarende, og materialets hærdeevne skal verificeres for at opfylde kravene til ydeevne i tværsnit.

3. Resumé

For både almindelige bolte og højstyrkebolte påvirker materialevalg direkte styrke, sejhed, udmattelsesbestandighed, forsinket brudmodstand og anvendelig serviceområde. Under udvælgelsen skal matchende materialekvaliteter og varmebehandlingsprocesser vælges i overensstemmelse med belastningsklasse, forspændingskrav, servicemiljø og relevante standarder for at sikre fælles pålidelighed.