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发表于 2015-5-8 11:13:24
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xthncn 发表于 2015-5-8 11:13
3 _* s: q" Q! i/ l7 k! oX*100=此螺栓的抗拉强度,
& I4 n! b2 s6 t, u: r& m: Z3 e' H* ~ }3 k+ n& I2 p
X*100*(Y/10)=此螺栓的屈服强度
) x( A1 r7 E# ^( w( O: ^6 y" ^' J三、材料中各类元素对钢的性质的影响:
) z9 T) E- H* X( ]7 Y/ u 1、碳(C):提高钢件强度2 {; ?" b6 _) b! p2 N$ U8 v6 r
尤其是其暖处理性能6 n) }+ X# d, c0 z4 c" R
但随着含碳量的增加,塑性和韧性下降
+ f, D# ?/ u. Z; \ 并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能
1 q4 w! {9 R7 u 2、锰(Mn):提高钢件强度,并在一定程度上提高可淬性即在淬火时增加了淬硬渗渗透的强度,锰还能改入表面质量
- _ s2 p4 w5 v( b1 V 但是太多的锰对延展性和可焊性不利并会影响电镀时镀层的控制9 {5 j* r- J( `% n' p) s
3、镍(Ni):提高钢件强度
+ B# L0 y$ A ~/ L3 q 改善低温下的韧性
9 m `) g9 ~' N, A 提高耐大气腐蚀能力,并可保证稳定的热处理效果,减小氢脆的作用 \% {% c5 h; f/ h( k: v
4、铬(Cr):能提高可淬性
8 Q& r9 n0 C3 E% `. @ 改善耐磨性,提高耐腐蚀能力,并有利于高温下保持强度# ^7 Q) a4 Z/ ~ I4 R
5、钼(Mo):能帮助控制可淬性,降低钢对回火脆性的敏感性,对提高高温下的抗拉强度有很大影响
: u2 _( t0 V0 |7 I' I f! X 6、硼(B):能提高可淬性
$ {" ^: n' J; C3 X# l/ J7 J% v 并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应
0 i! M: A; @. x" @( N* q/ Y 7、矾(V):细化奥氏体晶粒,改善韧性& Q; N R$ H; h& a8 b( Q
8、硅(Si):保证钢件的强度
2 V6 {" F( q4 y4 b9 H# U) } 适当的含量可以改善钢件塑性和韧性
- [4 S2 }0 i M, h. w 四、关于不锈钢材质之特性简介(304、316)) T3 [; O6 W+ h, n" }# z4 F
(一) 该三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢3 }7 G. l, v; K4 O; q* Z
其化学成分如下:. R0 e( I0 U" [$ u: J
名称 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu3 l! ^' O3 |+ N* X. c# c. @% ~
304M ≤0.06 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.91-10.0 18.0-20.0 0 0
, ^& U P5 c S' @: A 316 ≤0.03-0.06 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 10.0-14.0 16.0-18.0 2.0-3.0 0. [. P, F2 K+ l, D8 X1 X$ B
304HC ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.0-10.5 17.0-19.0 0 1.0-3.0
J$ g1 @6 H+ h& M/ S2 p/ H (二) 主要化学成分与不锈钢性能之关系' N0 v8 |( P1 \6 A. B
1、碳C 可增加硬度和强度,含量过高会降低其延展性和耐蚀性, {$ U$ f( ^6 K# D0 p" D. ?6 @$ z: b
2、铬Cr 可增加耐蚀性、抗氧化性
/ ^: y- }. g7 M4 o 使品粒细化3 K7 u6 {. B+ ?5 d0 F' V
增加强度
) X) v: z# `( q4 k" v1 l- D 硬度和耐磨性
1 `" @2 X: k8 `4 }8 M O0 k$ N, c 3、镍Ni 可增加高温强度、耐蚀性" ~5 f7 _3 H# Z/ U- t5 S+ v. |
降低冷加工硬化之速率$ x2 F( R8 o* t) {
4、钼Mo增加强度,对氧化物和海水的耐蚀性优良1 X8 L. h6 K- [5 R% h5 T: }5 t& D
5、铜Cu利于心灰意冷加工成型
' p. m6 H" z( E 降低磁性! {3 F4 b* G) J! d6 ?: {& H6 M
(三)材质之其它性能
6 S% z, g, _) v 1、以上材质正常状态无磁性304M意气消沉加工后略有磁性(1.6u-2.0u左右);304HC磁性为(1.01u-1.6u左右);316材质心灰意冷加工后磁性小于1.01u
8 G3 N( A# F* u 2、各材质均有良好的延展性
) k6 G2 W2 o& d; F0 \, } 易意气消沉加工成型
+ R @6 R7 M. H$ t. O$ L, r) d) U 抗拉强度、屈服强度、均可达到要求(Ts抗拉强度min700N/mm, Ys屈服强度 min 450N/mm)% d( K. b" m& @ g/ S8 L' X
(四)结论; h5 k% f- ]2 E0 s8 u! G K' D
1、304M、304HC、316三种材质是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广的材质之一各材质明显差异为:心灰意冷加工后材质磁性为316<304HC<304M316材质抗化学品腐蚀8 X$ o# ~1 p8 w- ?. G; d1 ^4 W: n* v
抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良/ C3 ?) m2 B* {. ~, l
2、总之,不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美看、卫生7 _; f7 [* x. Z6 w1 H
但其强度、硬度正常情况下相当于碳钢(6.8级)故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注重维护其表面光洁度、精度
# d0 @* D, O0 P2 s 且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量
; y0 j2 K4 a; s 亦不可施力过大,同时因不锈钢延展性好) R6 C* c3 a# _3 u/ R
在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处
+ k% o' Y0 o. o9 g& o 增加摩檫力6 [1 s( O& K r9 }8 o$ B8 i
易导致锁死,而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落 Q! v% b, _/ S$ m! X
相对于不锈钢不易锁死* A& R: o8 A6 x# i
产品大类/ s- L5 A) F6 ~7 _' f/ j
(一)、六角螺栓(HEXAGON HEAD BOLTS)7 W, A7 q3 _: f2 p6 e
1、 英制螺栓参照标准为ANSI/ASME B18.2.1
! ]# y1 P9 a& K7 e 日标参照JIS B1180(韦氏牙)英制参照BSW916(韦氏牙)8 m4 O: ?8 Q+ c- d; b
(1)、HEX MACHINE BOLT:无华司、有束尾、半牙六角螺栓,, M* @) J0 x; P. K$ p
(2)、HEX TAP BOLT:无华司、无束尾、全牙六角螺栓,$ H. x/ S( Z$ N. y/ m
(3)、HEX CAP SCREWS:有华司、有束尾、半牙六角螺栓1 y# {: n6 S/ e
2、公制螺栓参照标准如下/ F% K* T% b+ X- ~
其相互区别如表所示:9 r0 y S9 E2 k1 p' o7 V0 M* \
老国标 新国标 ISO标准 DIN(德标)
" A4 Y+ J) S# Q( @3 B+ s& {0 p GB30
* {4 ?! J. U$ Y8 p& N GB5780(半牙)
1 L+ q6 y Y' B4 H% }4 I GB5781(全牙)
, {8 \6 t) I; A6 f( h GB5782(半牙)
" n2 ^! H) V- ]! x" t( W" Y GB5783(全牙) ISO4016 J* K- s( [# k! n0 _
ISO40184 h1 ?0 i% D9 S2 l( L! z2 X t
ISO4014
$ g% q6 j$ m" @% ~0 E: O1 z C ISO4017 DIN601
0 k: [3 d, j! S7 l5 {" m DIN558
" d6 J* R6 L% }6 i; M& k/ \ DIN931
5 v$ S- j6 w3 [& c, W' F) ]" ~ DIN933
# P6 l6 c! N5 X (二)、马车螺丝/圆头方颈螺栓(Carriage Bolts):: z+ S+ g9 }2 e' X
ANSI/ASME B18.5;DIN603;ISO 8677;GB12;GB14) }; L$ L' [$ S9 ~. z' D* _
(三)、内六角螺栓(Hexagon socket-head cap screws):
Q7 @ V1 b, a2 |1 n% X0 X- p/ c DIN912;GB70; ISO4762; ANSI /ASME B18.3
+ f* {) Q0 x5 B$ l1 }$ ~ (四)、六角木螺丝(Hexagon Head Lag Screws):
$ H8 l* [: _4 n3 k4 g6 S ANSI/ASME B18.2.1 DIN 571
+ S1 h. B C" U( p3 ]( V! ? (五)、家俱螺丝(Furniture screws):依客户标准 }/ N" ]+ K m: m
(六)、六角法兰螺栓(Hexagon Flange Bolt):! O2 ]! |0 O$ T
IFI 111 GB 5787 DIN 929 d# [8 ]' ]7 U2 R o: m4 W' ?
三、标志、性能等级
+ j' W$ l! N1 v7 ^ (1)、标志六角头螺栓和螺钉(螺纹直径≥5mm)需在头部顶面用凸字或凹字标志,或在头部侧面用凹字标志包括性能等级、厂标碳钢:强度等级标记代号由“·”隔开的两部分数字组成标记代号中“·”前数字部分的含义表示公称抗拉强度: X/ [/ X& D$ n+ X+ b% G
如4.8级的“4”表示公称抗拉强度400N/MM2的1/100标记代号中“·”和点后数字部分的含义表示屈强比' p9 [! h+ w/ H+ d9 M8 w
即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比如4.8级产品的屈服点为320 N/mm2不锈钢产品强度等级标志由“—”隔开的两部分组成标志代号中“—”前符号表示材料如:A2,A4等标志“—”后表示强度, @* t) @( `6 @, V/ @ @' p, L4 `/ b
如:A2-70+ y8 `5 O$ }2 \8 \1 p9 n' H
(2)、等级碳钢:公制螺栓机械性能等级可分为:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、
5 }: b- a( m! R% d 10.9、12.9共10个性能等级不锈钢分为60,70,80(奥氏体);50,70,80,110(马氏体);45,60(铁氏体)三类 高强螺栓与普通螺栓区别. A$ C0 m' {* g/ e
高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大
# U; X, b# L0 `1 j 普通螺栓的材料是Q235(即A3)制造的
6 P9 c" J$ @( b1 i" ] 高强度螺栓的材料35#钢或其它优质材料,制成后入行暖处理) S* J+ Z) n8 O
提高了强度" X7 r* \5 s+ S. L& v- J9 K
两者的区别是材料强度的不同
' Z0 ?( G5 q- S5 K3 L; l% h- G 从原材料看:
# f b9 z/ I4 E; e+ _2 ? 高强度螺栓采用高强度材料制造高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作+ }) P. C& [( y6 Q/ d) @* s
常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢普通螺栓常用Q235钢制造
m. P" K, D. n5 ~$ z3 t" G 从强度等级上看:
- Y3 i" T! m+ N8 Z! f7 a 高强螺栓,使用日益广泛常用8.8s和10.9s两个强度等级,其中10.9级居多普通螺栓强度等级要低
4 }' X9 @ [7 s3 e% I 一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级3 _6 y" Q9 m+ ^2 i4 C
从受力特点来看:
% c( P; k4 i+ z$ C+ ^ t/ A 高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力7 o' u7 b' n- ~
使连接构件间产生挤压力
, \/ C* v+ L3 f2 ]4 T5 C. b3 g: w6 v 从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力
; n. u* Y. H. A7 ]% \ 根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同高强螺栓最小规格M12/ W4 G8 K. L: q+ }
常用M16~M309 l' g: ?: \9 o
超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用( c4 q7 A+ q, \) g2 R3 f5 Q+ B9 V, @
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别:
8 t* U, l/ ?- u0 J 高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧
, W, k& V3 ^# G2 D/ W 足以产生很大的摩擦力,从而提高连接的整体性和刚度,当受剪力时1 X6 a$ o _* \. v( z* ]" ^& w
按照设计和受力要求的不同,可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种
7 K4 [" `4 `+ I' ?7 z( k) m 两者的本质区别是极限状态不同0 i+ _6 }5 }5 @$ W0 U
虽然是同一种螺栓,但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同在抗剪设计时,高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态,也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力板件不会发生相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量)
7 l: i6 N! r8 Q$ u" M( H 被连接板件按弹性整体受力在抗剪设计时,高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力; `) u, _( x, [' e) l2 j) N
最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态总之,摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓,只不过是设计是
6 I0 D- e* y% R5 S+ } 否考虑滑移摩擦型高强螺栓绝对不能滑动8 M* T- k, H0 |+ t; G
螺栓不承受剪力! H7 c0 ~3 J' h/ y$ c
一旦滑移
3 G3 ^& B6 q3 {4 l 设计就认为达到破坏状态
! ~# o; y0 L4 V: ? 在技术上比较成熟;承压型高强螺栓可以滑动,螺栓也承受剪力6 c5 w1 H& I* `( N6 V! _: N( E' R! G
最终破坏相当于普通螺栓破坏(螺栓剪坏或钢板压坏)* Z' E2 z' o9 C m) r
从使用上观:
1 x) W8 R2 Q q# Y6 e. ~: o 建筑结构的主构件的螺栓连接
+ c; E* Y! i0 i. I% ^3 s% j 一般均采用高强螺栓连接普通螺栓可重复使用
# U* ~+ ^' v O) n 高强螺栓不可重复使用高强螺栓一般用于永久连接( S* I& U, K0 f1 \
高强螺栓是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头普通螺栓抗剪性能差, D, E% A+ E% q9 p
可在次要结构部位使用普通螺栓只需拧紧即可0 g4 v5 j- Z- k0 V) k
普通螺栓一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级高强螺栓一般为8.8级和10.9级,其中10.9级居多
, x; P5 S8 Y. e 8.8级 与8.8S 是相同等级普通螺栓与高强螺栓的受力性能与计算方法均有所区别的高强螺栓的受力首先是通过在其内部施加预拉力P: H; Z/ ]3 u0 N7 o, j
然后在被连接件之间的接触面上产生摩擦阻力来承受外荷载的, R6 {9 ^$ b6 ^0 z7 q
而普通螺栓则是直接承受外荷载的
9 t7 G+ v0 V8 n% c! P9 [ 更具体的来说:) y! A8 ^9 y( U) }; f( n9 i
高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点 k, @2 C6 B* A% h, k) k% B
是很有发展前途的连接方法. _/ K# a& j" x
高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽
2 r& {2 o; |$ [ 使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力
* c8 V9 x; A/ s+ k 通过螺帽和垫板,对被连接件也产生了同样大小的预压力在预压力作用下- q- Q& P2 M9 [1 ]5 }. Z
沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力,显然. u' r$ `# o( D: A2 v
只要轴力小于此摩擦力
( w$ g! Y* i' @6 X; ]' e" { 构件便不会滑移,连接就不会受到破坏
; a V" @, q8 o! l) G- a 这就是高强度螺栓连接的原理0 {( @/ t' W8 K6 A9 [+ z
高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的- \3 ?, e' M2 J' ^" q
为使接触面有足够的摩擦力- x# q. ^3 ?% Y
就必须提高构件的夹紧力和增大构件接触面的摩擦系数构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预拉力来实现的# r5 z; Y( c, c8 f. I
所以螺栓必须采用高强度钢制造,这也就是称为高强度螺栓连接的原因
5 {" _, J$ r L2 i. X" k 高强度螺栓连接中,摩擦系数的大小对承载力的影响很大试验表明,摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响为了增大接触面的摩擦系数3 w! Z0 \- {2 |* l; V7 s- \
施工时常采用应喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理3 ]& D1 T3 B7 F, K2 O
高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型两种
5 e( S% ?" A! [ 摩擦型高强度螺栓承受剪力的准则是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力+ `$ X! J/ h7 l, q; Q9 h9 s
承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则 |
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