PEM Skrue Manufacturers

Hvordan ændres skruernes ydeevne ved forskellige temperaturer?

Skruernes ydeevneændringer ved forskellige temperaturer påvirkes hovedsageligt af deres materialeegenskaber og temperaturområde. Her er nogle nøglepunkter om ændringer i skruens ydeevne ved forskellige temperaturer:

Lavtemperaturegenskaber: Skruer kan blive skøre i lavtemperaturmiljøer, hvilket resulterer i reduceret slagfasthed og plasticitet. For eksempel påvirkes ydeevnen af ​​kulstof- og legeret stål ved temperaturer under -50°C.
Ydeevne ved høj temperatur: Når temperaturen stiger, falder skruernes styrke typisk. Dette skyldes, at metalmaterialer er tilbøjelige til at krybe og stressafslapning ved høje temperaturer, hvilket resulterer i et fald i forspændingskraften.
Effekt af varmebehandling: For høj styrke skruer 42CrMo stål højstyrkebolte, justering af varmebehandlingsprocessens parametre (såsom kulstofpotentiale, vandopløseligt bratkølemiddelkoncentration under bratkøling og afkøling og tempereringstemperatur) kan forbedre dens samlede ydeevne i et specifikt brugsmiljø.
Belægningseffekt: Belægningen af ​​en skrue kan også påvirke dens ydeevne ved forskellige temperaturer. For eksempel klarer zinkbelagte skruer sig bedre under 230°C, mens forniklede skruer kan bruges ved højere temperaturer med en øvre grænse på omkring 590°C.
Rustfri stålskruer: På grund af deres legeringssammensætning har rustfri stålskruer generelt et bredere driftstemperaturområde, cirka mellem -120°C og 320°C.
Specialmaterialer: Til anvendelse ved højere temperaturer kan specielle legeringsmaterialer være påkrævet, såsom Inconel og nikkelbaserede superlegeringer, som kan opretholde ydeevnen ved højere temperaturer.
Ydeevnegrad: Boltens ydeevnegrad, såsom 8,8, 10,9 osv., indikerer også dens ydeevne ved forskellige temperaturer. En højere ydeevne betyder generelt, at skruen kan modstå højere driftstemperaturer.
Termisk udvidelseskoefficient: Temperaturændringer kan også forårsage forskelle i termisk udvidelseskoefficient mellem skruer og forbindelser, hvilket kan påvirke spændekraften og stabiliteten af ​​forbindelsen.
Brandmodstand: I bygning af stålkonstruktioner er brandmodstanden af ​​rustfri stålbolte også en vigtig overvejelse, og dens mekaniske egenskaber ved høje temperaturer er afgørende for konstruktionens sikkerhed.

Ved konstruktion og valg af skruer skal temperaturområdet for deres arbejdsmiljø tages i betragtning for at sikre, at skruerne kan fungere korrekt ved den temperatur og bevare de nødvendige mekaniske egenskaber. Overskridelse af skruens driftstemperaturområde kan forårsage forbindelsesfejl eller andre sikkerhedsproblemer.

Hvorfor gennemgår skruer stressafspænding ved høje temperaturer?

Grunden til, at skruer undergår spændingsafspænding ved høje temperaturer, er relateret til materialets fysiske egenskaber og termomekaniske opførsel. Følgende er flere nøglefaktorer, der forårsager spændingsafspænding i skruer ved høje temperaturer:

Krybeeffekt: I et miljø med høje temperaturer, selv under påvirkning af vedvarende spænding under flydespændingen, vil metal undergå langsom plastisk deformation. Dette fænomen kaldes krybning. Krybning får skruematerialet til at strække mindre, hvilket reducerer forspændingskraften.
Tidsafhængighed: Stressafspænding er et tidsafhængigt fænomen, hvor spændingen i skruen gradvist aftager over tid, selv under konstant belastning.
Temperatureffekt: Metals spændingsafslapningshastighed stiger med temperaturen. Ved høje temperaturer øges atommobiliteten, hvilket gør dislokationsbevægelser mere tilbøjelige til at forekomme, hvilket resulterer i accelereret stressafslapning.
Termisk aktiveringsproces: Høj temperatur giver den nødvendige varmeenergi, hvilket tillader dislokationer i metallet at krydse forhindringer, fremmer plastisk deformation og fører dermed til stressafslapning.
Oxidation og korrosion: Ved høje temperaturer kan oxidations- og korrosionsprocesser også have en negativ indvirkning på skruernes ydeevne, hvilket resulterer i en reduktion i materialestyrke og stivhed.
Varmebehandlingsproces: Varmebehandlingsprocessen af skruer har en betydelig indvirkning på deres ydeevne ved høje temperaturer. Korrekt varmebehandling kan forbedre skruernes modstandsdygtighed over for spændingsafspænding, men dette kan også resultere i øgede omkostninger.
Materialelegeringssammensætning: Materialelegeringssammensætningen af ​​en skrue er afgørende for dens høje temperaturydelse. Nogle legeringselementer kan forbedre spændingsafslapningsmodstanden, men kan øge materialeomkostningerne.
ISO-standardanbefalinger: ISO 898-1-standarden angiver, at brugere i applikationer mellem 150°C og 300°C rådes til at konsultere en erfaren fastgørelsesmetallurg for at vælge passende boltmaterialer og -design.
Højtemperaturlegeringer og rustfrit stål: Til højtemperaturapplikationer anvendes ofte specialiserede højtemperaturlegeringer og rustfri stålmaterialer, som er designet til at bevare deres mekaniske egenskaber ved høje temperaturer.
Stressafspænding og driftstemperatur: Mængden af ​​stressafspænding afhænger ikke kun af driftstemperaturen, men også af driftstiden ved temperaturen. Over tid vil stress og forbelastning falde, hvilket muligvis forårsager forbindelsesfejl.

Forståelse af disse faktorer kan hjælpe dig med at overveje indvirkningen af ​​højtemperaturdriftsmiljøer på deres ydeevne, når du designer og vælger skruer for at sikre pålideligheden og sikkerheden af ​​dine forbindelser.