PEM Skru Manufacturers

Hvordan endres ytelsen til skruer ved forskjellige temperaturer?

Ytelsesendringene til skruer ved forskjellige temperaturer påvirkes hovedsakelig av deres materialegenskaper og temperaturområde. Her er noen viktige punkter om endringer i skruytelse ved forskjellige temperaturer:

Lavtemperaturegenskaper: Skruer kan bli sprø i miljøer med lav temperatur, noe som resulterer i redusert slagfasthet og plastisitet. For eksempel påvirkes ytelsen til karbon- og legeringsstål ved temperaturer under -50°C.
Høy temperaturytelse: Når temperaturene øker, reduseres vanligvis styrken til skruene. Dette er fordi metallmaterialer er tilbøyelige til å krype og stressavslapping ved høye temperaturer, noe som resulterer i en reduksjon i forspenningskraft.
Effekt av varmebehandling: For høy styrke skruer , slik som 42CrMo-stål høyfaste bolter, justering av varmebehandlingsprosessparametrene (som karbonpotensial, vannoppløselig herdemiddelkonsentrasjon under bråkjøling og avkjøling, og tempereringstemperatur) kan forbedre dens generelle ytelse i et spesifikt bruksmiljø.
Pletteringseffekt: Belegget til en skrue kan også påvirke ytelsen ved forskjellige temperaturer. For eksempel fungerer sinkbelagte skruer bedre under 230°C, mens nikkelbelagte skruer kan brukes ved høyere temperaturer, med en øvre grense på ca. 590°C.
Rustfrie stålskruer: På grunn av deres legeringssammensetning har rustfrie stålskruer generelt et bredere driftstemperaturområde, omtrent mellom -120 °C og 320 °C.
Spesialmaterialer: For bruk ved høyere temperaturer kan det være nødvendig med spesielle legeringsmaterialer, for eksempel Inconel og nikkelbaserte superlegeringer, som kan opprettholde ytelsen ved høyere temperaturer.
Ytelsesgrad: Boltens ytelsesgrad, for eksempel 8,8, 10,9, etc., indikerer også ytelsen ved forskjellige temperaturer. En høyere ytelsesgrad betyr generelt at skruen tåler høyere driftstemperaturer.
Termisk ekspansjonskoeffisient: Temperaturendringer kan også forårsake forskjeller i termisk utvidelseskoeffisient mellom skruer og koblinger, noe som kan påvirke klemkraften og stabiliteten til koblingen.
Brannmotstand: I bygging av stålkonstruksjoner er brannmotstanden til rustfrie stålbolter også en viktig faktor, og dens mekaniske egenskaper ved høye temperaturer er avgjørende for konstruksjonens sikkerhet.

Ved utforming og valg av skruer må temperaturområdet til arbeidsmiljøet deres vurderes for å sikre at skruene kan fungere skikkelig ved den temperaturen og opprettholde de nødvendige mekaniske egenskapene. Overskridelse av skruens driftstemperaturområde kan føre til tilkoblingsfeil eller andre sikkerhetsproblemer.

Hvorfor gjennomgår skruer stressavslapping ved høye temperaturer?

Grunnen til at skruer gjennomgår spenningsavspenning ved høye temperaturer er relatert til materialets fysiske egenskaper og termomekaniske oppførsel. Følgende er flere nøkkelfaktorer som forårsaker spenningsavslapping i skruer ved høye temperaturer:

Krypeeffekt: I et miljø med høye temperaturer, selv under påvirkning av vedvarende stress under flytegrensen, vil metall gjennomgå langsom plastisk deformasjon. Dette fenomenet kalles kryp. Kryp gjør at skruematerialet strekker seg mindre, og reduserer dermed forspenningskraften.
Tidsavhengighet: Stressavspenning er et tidsavhengig fenomen der spenningen i skruen gradvis avtar over tid, selv under konstant stress.
Temperatureffekt: Spenningsrelaksasjonshastigheten til metall øker med temperaturen. Ved høye temperaturer øker atommobiliteten, noe som gjør at dislokasjonsbevegelser mer sannsynlig oppstår, noe som resulterer i akselerert stressavslapning.
Termisk aktiveringsprosess: Høy temperatur gir den nødvendige varmeenergien, slik at dislokasjoner i metallet kan krysse hindringer, fremmer plastisk deformasjon og fører dermed til stressavslapning.
Oksidasjon og korrosjon: Ved høye temperaturer kan oksidasjons- og korrosjonsprosesser også ha en negativ innvirkning på ytelsen til skruer, noe som resulterer i en reduksjon i materialstyrke og stivhet.
Varmebehandlingsprosess: Varmebehandlingsprosessen til skruer har en betydelig innvirkning på deres ytelse ved høye temperaturer. Riktig varmebehandling kan forbedre spenningsavspenningsmotstanden til skruer, men dette kan også resultere i økte kostnader.
Materiallegeringssammensetning: Materiallegeringssammensetningen til en skrue er avgjørende for dens høytemperaturytelse. Noen legeringselementer kan forbedre motstanden mot spenningsavslapping, men kan øke materialkostnadene.
ISO-standardanbefalinger: ISO 898-1-standarden sier at i applikasjoner mellom 150°C og 300°C, anbefales brukere å konsultere en erfaren festemetallurg for å velge passende boltmaterialer og -design.
Høytemperaturlegeringer og rustfritt stål: For høytemperaturapplikasjoner brukes ofte spesialiserte høytemperaturlegeringer og rustfrie stålmaterialer, som er designet for å opprettholde sine mekaniske egenskaper ved høye temperaturer.
Stressavspenning og driftstemperatur: Mengden stressavspenning avhenger ikke bare av driftstemperaturen, men også av driftstiden ved temperaturen. Over tid vil stress og forhåndsbelastning reduseres, noe som muligens kan forårsake tilkoblingsfeil.

Å forstå disse faktorene kan hjelpe deg med å vurdere innvirkningen av driftsmiljøer med høy temperatur på ytelsen når du designer og velger skruer for å sikre påliteligheten og sikkerheten til tilkoblingene dine.