Analyse van boutmaterialen

Bouten zijn verbindingselementen die op mechanische eigenschapsklasse zijn ingedeeld in gewone bouten enbouten met hoge sterkte. Verschillende materialen hebben rechtstreeks invloed op de mechanische prestaties en het toepasbare assortiment bouten. Hieronder vindt u een analyse van veelgebruikte boutmaterialen ter selectiereferentie.

1. Gebruikelijke materialen voor gewone bouten

Bouten onder eigenschapsklasse 8.8 zijn bouten met een normale sterkte, doorgaans gemaakt van walsdraad met een laag of middelmatig koolstofgehalte door middel van koude kop en draadwalsen, zonder afschrik- en ontlaatwarmtebehandeling. Als we de meest gebruikte klasse 4.8 als voorbeeld nemen: de nominale treksterkte is niet minder dan 400 MPa, de vloeigrens/trekverhouding is 0,8 en de nominale vloeigrens is niet minder dan 400 × 0.8=320 MPa.

Veel voorkomende walsdraadkwaliteiten voor gewone bouten zijn onder meer:

1008K

1010

1015K

1032

1035

1040

CH38F

1039

Andere koolstofstalen walsdraad die voldoen aan de prestatie-eisen

De bovenstaande koolstofstalen walsdraad is inherent niet-magnetisch vrij; niet-magnetische kenmerken zijn voornamelijk van toepassing oproestvrijstalen bevestigingsmiddelen. Na koudbewerking ontwikkelt austenitisch roestvast staal een zwak magnetisme: 304M heeft na koudbewerking een magnetisme van ongeveer 1,6 μ tot 2,0 μ, 304HC ongeveer 1,01 μ tot 1,6 μ, en klasse 316 heeft na koudbewerking een magnetisme van minder dan 1,01 μ.

2. Gebruikelijke materialen voor bouten met hoge sterkte

Bouten met hoge sterkte vereisen materialen met een hogere treksterkte om te voldoen aan grotere eisen voor voorspanning en draagvermogen. Afschrik- en ontlaatwarmtebehandeling heeft een aanzienlijke invloed op de materiaalsterkte. Na het ontlaten kan 40Cr over het algemeen niet stabiel voldoen aan de materiaalvereisten van structurele bouten met hoge sterkte van klasse 10.9S; onder beperkte inspectieomstandigheden kan de oppervlaktehardheid na ontlaten worden gebruikt als voorlopige referentie voor de materiaalsterkte. Onder hoge spanning vertonen bouten met hoge sterkte, gemaakt van verschillende materialen, een verschillende vertraagde breukweerstand.

2.1 40Cr-bouten met hoge sterkte

40Cr-bouten met hoge sterkte worden voornamelijk gebruikt in ruimtespanten met bout-kogelgewrichten. Hun ontwerpsterkte is over het algemeen 390 MPa (d groter dan of gelijk aan 30 mm) of 430 MPa (d <30 mm), met relatief lage voortrekspanningen onder normale omstandigheden. Bij toepassing onder omstandigheden die een hoge voorbelasting vereisen, moet de vertraagde breukweerstand van het materiaal zorgvuldig worden geëvalueerd en gegarandeerd.

2.2 20MnTiB-bouten met hoge sterkte

20MnTiB is een boorgelegeerd staal met een laag koolstofgehalte. Na afschrikken en ontlaten levert het uitgebalanceerde, uitgebreide eigenschappen en is de vertraagde breukweerstand superieur aan die van 40Cr en 40B, waardoor het geschikt is voor verbindingsassemblages van staalconstructies met hoge voorspanning en hoge spanning.

2.3 Standaard aanbevolen materiaalkeuze

Volgens de huidige Chinese nationale norm voor grote sterktezeskantbout, moer- en sluitringsamenstellen voor staalconstructies, aanbevolen materialen voor bouten van klasse 10.9S zijn als volgt:

Grootte kleiner dan of gelijk aan M24: 20MnTiB;

Maat M27–M30: 35VB.

Bouten met een grote diameter en hoge sterkte zijn moeilijk door te harden tijdens het temperen, dus buitensporig grote diameters moeten worden vermeden. Als bouten met een grote diameter vereist zijn, moet de werkspanning dienovereenkomstig worden verminderd en moet de hardbaarheid van het materiaal worden geverifieerd om te voldoen aan de prestatie-eisen van de dwarsdoorsnede.

3. Samenvatting

Voor zowel gewone bouten als bouten met hoge sterkte heeft de materiaalkeuze rechtstreeks invloed op de sterkte, taaiheid, weerstand tegen vermoeidheid, vertraagde breukweerstand en het toepasselijke servicebereik. Tijdens de selectie moeten bijpassende materiaalkwaliteiten en warmtebehandelingsprocessen worden gekozen in overeenstemming met de belastingsklasse, de voorbelastingsvereisten, de gebruiksomgeving en relevante normen om de gezamenlijke betrouwbaarheid te garanderen.