Definisjon, materialer og ytelsesgrader av høystyrkebolter

Høyfaste bolterer produsert av høyfast legert stål og er i stand til å bære stor forstramming. De er mye brukt for kritiske forbindelser i jernbanespor, broer, stålkonstruksjoner, høytrykks- og ultrahøytrykksutstyr. Bruddmodusen til høyfaste bolter er for det meste sprø brudd. I trykkbeholdere og høytrykksutstyr påføres vanligvis stor standardspesifisert forhåndsbelastning for å sikre total tetningsytelse.

Tilkoblingen av høyfaste bolter er avhengig av friksjonen mellom kontaktflatene til tilkoblede komponenter for å forhindre relativ glidning. For å gi tilstrekkelig antisklifriksjonskraft, er det nødvendig å øke boltforspenningen, øke komponentens klemkraft og heve friksjonskoeffisienten til kontaktflatene på riktig måte. Klemkraften mellom komponentene leveres fullstendig av boltforspenning. Derfor må høyfast stål tas i bruk for boltproduksjon, som definerer de essensielle egenskapene til høyfaste boltforbindelser.

Friksjonskoeffisienten påvirker i stor grad bæreevnen til høyfaste boltforbindelser. Det bestemmes hovedsakelig av kontaktflatens tilstand og underlagsmaterialet til tilkoblede deler. I konstruksjon behandles kontaktflater vanligvis med sandblåsing og ståltrådbørsting for å fjerne oksidbelegg, oljeflekker og urenheter, for å øke friksjonskoeffisienten og sikre forbindelsesstabilitet.

1. Vanlige materialer og ytelsesegenskaper for høyfaste bolter

Strekkfastheten, hardheten og de omfattende mekaniske egenskapene til høyfaste bolter avhenger av underlagsmaterialer og varmebehandlingsprosesser for herding og herding. Konvensjonelt bråkjølt 40Cr stål oppfyller knapt materialets ytelseskrav tilGrad 10,9 høyfaste bolterunder stabile forhold. Ved rutinemessige inspeksjoner kan strekkfastheten foreløpig bedømmes etter overflatehardhet etter varmebehandling. Bolter laget av forskjellige materialer er åpenbart forskjellige i forsinket bruddytelse og utmattingsytelse under høye påkjenninger.

40Cr høyfaste bolter brukes for det meste i boltekuleleddgitterstrukturer med relativt kontrollerbar designbærekapasitet. Designstyrken er ca. 390 MPa for bolter med diameter større enn eller lik 30 mm og 430 MPa for bolter med diameter ＜ 30 mm, med lav forstrekkspenning under normale arbeidsforhold. Streng verifisering av forsinket bruddmotstand er nødvendig hvis den brukes under vanskelige arbeidsforhold med høy forbelastning og høy belastning. Totalt sett gir 20MnTiB-materiale bedre forsinket bruddmotstand enn 40Cr og 40B.

I samsvar med GB/T 1231 er de anbefalte materialene for Grade 10.9S store sekskantbolter med høy styrke 20MnTiB for spesifikasjoner mindre enn eller lik M24 og 35VB for spesifikasjoner mindre enn eller lik M30. Bolter med stor diameter og høy styrke er vanskelig å oppnå full herdepenetrasjon, noe som resulterer i ukvalifisert kjernestyrke. Derfor bør overdimensjonerte høyfaste bolter unngås i tekniske applikasjoner. Om nødvendig skal dimensjonerende arbeidsbelastning reduseres for å sikre sikkerhetsmargin.

Ankerbolter og spesialformede bolter (inkludert GB799 standard ankerbolter og L-type bolter) dekker et spesifikasjonsområde på M6–M120 med ubegrenset lengde. Vanlige materialer inkluderer Q235, 45# stål, Q345B, 40Cr og 35CrMoA. Strukturelle typer består av rett krok, buekrok, ankerklo og stivede ankerplater. Blant dem er 40Cr og 35CrMoA dedikerte høystyrkematerialer for kraftig forankring av utstyrsfundamenter og stålkonstruksjoner.

2. Matchende materialer og implementeringsstandarder for høystyrkebolter av torsheartype

For høyfaste bolter av type 10.9 torshear for stålkonstruksjoner (friksjonsforbindelse med en standard friksjonskoeffisient på 0,45), er de matchende materialene spesifisert som følger: boltmateriale: 20MnTiB; muttermateriale: 15MnVB. Denne festeenheten samsvarer med den nasjonale standardenGB/T 3632-2008 Torshear Type Høystyrkebolter, muttere og skiveenheter for stålkonstruksjoner, som skal følges ved anskaffelse, tilsyn og bygging.

3. Klassifisering og kriterier for boltytelseskarakterer

De mekaniske egenskapene til karbonstål ogbolter, skruer og bolter i legert ståler klassifisert i ti standardkarakterer: 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 og 12,9. Gjeldende gjengediameter varierer fra 1,6 mm til 39 mm med en normal driftstemperatur på -50 grader til 300 grader. Arbeidstemperaturen til friskjærende stålfester skal ikke overstige 250 grader.

Samlet bransjeklassifisering:Bolter av klasse 8.8 og høyere er laget av middels karbonstål eller lavlegert stål gjennom bråkjøling og herding av varmebehandling, definert som høyfaste bolter; bolter under Grad 8.8 er definert som vanlige bolter.

Hver boltytelsesgrad består av to tall, som representerer henholdsvis nominell strekkfasthetsgrad og flyteforhold. Dette er en internasjonalt universell standard. Bolter av samme karakter gir tilsvarende mekaniske egenskaper uavhengig av materiale og opprinnelse, så kun ytelsesgraden brukes for designvalg.

Eksempel 1: Klasse 4.6 vanlig bolt

1. Nominell strekkfasthet: 400 MPa;

2. Utbytteforhold: 0,6;

3. Nominell flytegrense: 400 MPa × 0.6=240 MPa.

Eksempel 2: Grad 10.9 høyfast bolt (etter varmebehandling)

1. Nominell strekkfasthet: 1000 MPa;

2. Utbytteforhold: 0,9;

3. Nominell flytegrense: 1000 MPa × 0.9=900 MPa.