PEM Vijak Manufacturers

Kako se učinak vijaka mijenja na različitim temperaturama?

Na promjene performansi vijaka pri različitim temperaturama uglavnom utječu njihova svojstva materijala i temperaturni raspon. Evo nekoliko ključnih točaka o promjenama performansi vijaka na različitim temperaturama:

Svojstva pri niskim temperaturama: Vijci mogu postati krti u okruženjima niskih temperatura, što rezultira smanjenom udarnom žilavošću i plastičnošću. Na primjer, na performanse ugljičnih i legiranih čelika utječu temperature ispod -50°C.
Performanse pri visokim temperaturama: Kako temperature rastu, čvrstoća vijaka obično opada. To je zato što su metalni materijali skloni puzanju i popuštanju naprezanja na visokim temperaturama, što rezultira smanjenjem sile predopterećenja.
Učinak toplinske obrade: Za visoku čvrstoću vijci , kao što su vijci visoke čvrstoće od čelika 42CrMo, podešavanje parametara procesa toplinske obrade (kao što je potencijal ugljika, koncentracija sredstva za gašenje topljivog u vodi tijekom kaljenja i hlađenja i temperatura kaljenja) može poboljšati njegovu ukupnu izvedbu u određenom okruženju uporabe.
Učinak oplate: Premaz vijka također može utjecati na njegovu izvedbu na različitim temperaturama. Na primjer, pocinčani vijci rade bolje ispod 230°C, dok se poniklani vijci mogu koristiti na višim temperaturama, s gornjom granicom od oko 590°C.
Vijci od nehrđajućeg čelika: Zbog sastava legure, vijci od nehrđajućeg čelika općenito imaju širi raspon radnih temperatura, otprilike između -120°C i 320°C.
Specijalni materijali: Za primjene na višim temperaturama mogu biti potrebni posebni materijali od legura, kao što su Inconel i superlegure na bazi nikla, koje mogu zadržati učinkovitost na višim temperaturama.
Stupanj učinkovitosti: Stupanj učinkovitosti vijka, kao što je 8,8, 10,9 itd., također ukazuje na njegovu učinkovitost na različitim temperaturama. Viši stupanj izvedbe općenito znači da vijak može izdržati više radne temperature.
Koeficijent toplinskog rastezanja: Promjene temperature također mogu uzrokovati razlike u koeficijentu toplinskog širenja između vijaka i spojeva, što može utjecati na silu stezanja i stabilnost spoja.
Otpornost na vatru: U gradnji čeličnih konstrukcija, otpornost na vatru vijaka od nehrđajućeg čelika također je važno razmatranje, a njihova mehanička svojstva pri visokim temperaturama presudna su za sigurnost konstrukcije.

Prilikom projektiranja i odabira vijaka mora se uzeti u obzir temperaturni raspon njihove radne okoline kako bi se osiguralo da vijci mogu ispravno raditi na toj temperaturi i zadržati potrebna mehanička svojstva. Prekoračenje raspona radne temperature vijka može uzrokovati prekid veze ili druge sigurnosne probleme.

Zašto vijci podliježu popuštanju naprezanja na visokim temperaturama?

Razlog zašto vijci podliježu popuštanju napona pri visokim temperaturama povezan je s fizičkim svojstvima i termomehaničkim ponašanjem materijala. Slijedi nekoliko ključnih čimbenika koji uzrokuju popuštanje naprezanja u vijcima pri visokim temperaturama:

Učinak puzanja: U okruženju visoke temperature, čak i pod djelovanjem dugotrajnog naprezanja ispod granice razvlačenja, metal će se podvrgnuti sporoj plastičnoj deformaciji. Ova pojava se naziva puzanje. Puzanje uzrokuje manje rastezanje materijala vijka, čime se smanjuje sila predopterećenja.
Ovisnost o vremenu: Popuštanje naprezanja je vremenski ovisan fenomen u kojem se naprezanje u vijku postupno smanjuje tijekom vremena, čak i pod stalnim naprezanjem.
Učinak temperature: Stopa opuštanja naprezanja metala raste s temperaturom. Na visokim temperaturama, mobilnost atoma se povećava, zbog čega je vjerojatnije da će doći do kretanja dislokacije, što rezultira ubrzanom relaksacijom naprezanja.
Proces toplinske aktivacije: Visoka temperatura osigurava potrebnu toplinsku energiju, dopuštajući dislokacijama u metalu da prijeđu prepreke, potičući plastičnu deformaciju i tako dovodeći do popuštanja naprezanja.
Oksidacija i korozija: Na visokim temperaturama procesi oksidacije i korozije također mogu imati negativan utjecaj na performanse vijaka, što rezultira smanjenjem čvrstoće i krutosti materijala.
Proces toplinske obrade: Proces toplinske obrade vijci ima značajan utjecaj na njihovu učinkovitost pri visokim temperaturama. Odgovarajuća toplinska obrada može poboljšati otpornost vijaka na popuštanje naprezanja, ali to također može rezultirati povećanjem troškova.
Sastav legure materijala: Sastav legure materijala vijka je kritičan za njegovu učinkovitost pri visokim temperaturama. Neki legirajući elementi mogu poboljšati otpornost na popuštanje naprezanja, ali mogu povećati troškove materijala.
Preporuke ISO standarda: ISO 898-1 standard navodi da se u primjenama između 150°C i 300°C korisnicima savjetuje da se posavjetuju s iskusnim metalurgom za pričvršćivače kako bi odabrali odgovarajuće materijale i dizajn vijaka.
Visokotemperaturne legure i nehrđajući čelici: Za visokotemperaturne primjene često se koriste specijalizirane visokotemperaturne legure i materijali od nehrđajućeg čelika, koji su dizajnirani da zadrže svoja mehanička svojstva na visokim temperaturama.
Popuštanje napona i radna temperatura: Količina popuštanja naprezanja ne ovisi samo o radnoj temperaturi, već i o vremenu rada na temperaturi. S vremenom će se napetost i predopterećenje smanjiti, što može uzrokovati kvar veze.

Razumijevanje ovih čimbenika može vam pomoći da razmotrite utjecaj radnih okruženja visoke temperature na njihovu izvedbu prilikom projektiranja i odabira vijaka kako biste osigurali pouzdanost i sigurnost svojih veza.