隨著高強度螺栓工作應力的增加及其應用領域的擴大,對高強度螺栓鋼的性能提出了更高的要求:既要滿足螺栓的高強度性能,又要保證工作的可靠性。下面對高強度螺栓材料和常用高強度螺栓材料的研究現(xiàn)狀和強化機理,探討高強度螺栓材料的發(fā)展趨勢。
緊固件在機械部件中起著連接、定位和密封的作用,其中螺栓的使用量很大。隨著各類機械設備和建筑工程的不斷擴大,以及動力和速度的不斷提高,螺栓零件的工作條件變差,工作應力明顯增大。因此螺栓鋼要求有較高的強度。例如,超臨界和超超臨界發(fā)電機組中使用的高壓給水泵是超臨界發(fā)電機組的關鍵設備,對水泵供水壓力的要求越來越高。大型建筑網架結構不僅跨度大,而且多為公共建筑,空間鋼網采用高強度螺栓。
作為螺栓球節(jié)點的重要組成部分,它直接傳遞交變載荷引起的交變內力,其質量直接關系到人民群眾的生命財產安全?,F(xiàn)有的汽車、摩托車螺栓,尤其是發(fā)動機螺栓,已經不能滿足發(fā)動機高應力的要求。螺栓的高強度可以減小螺栓的尺寸,降低螺栓本身的質量,有助于降低汽車的質量和能耗。高強度螺栓作為連接緊固部件,也有利于其他汽車結構的小型化和緊湊化。可見高強度螺栓具有很大的使用價值和廣闊的應用前景。
根據高強度螺栓鋼的質量,大致可分為三類:當前質量、潛在質量和最終質量:
1)目前的質量主要是指抗變形能力低、不易開裂、鋼材質量好、易鐓粗、工模具損耗低的基本鍛造特性。
2)潛在質量是指在保證現(xiàn)有質量的基礎上,選擇各種合金元素的配比,發(fā)展鐓粗前后熱處理工序的簡化或省略,從而獲得比原來更好的質量。
常規(guī)鋼更好的功能特性。
3)最終質量是指高強度螺栓鋼及其制品的螺栓應滿足高抗拉強度,以抵抗拉伸、斷裂、滑動和磨損;高塑性和韌性,降低對表面質量問題的敏感性,如撓度和缺口應力集中;在潮濕環(huán)境或腐蝕性環(huán)境中工作的螺栓要求具有足夠低的延遲斷裂敏感性;對于承受交變載荷和沖擊載荷的螺栓,要求具有較高的抗疲勞性和抗反復沖擊拉伸性,以抵抗疲勞和反復沖擊斷裂;對于在嚴寒地區(qū)工作的螺栓,還要求螺栓材料具有較低的韌脆轉變溫度。
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