Els cargols són elements de fixació de connexió classificats per classe de propietats mecàniques en cargols ordinaris icargols d'alta resistència. Els diferents materials afecten directament el rendiment mecànic i la gamma aplicable de cargols. A continuació es mostra una anàlisi dels materials de cargol d'ús habitual per a la selecció de referència.
1. Materials comuns per a cargols ordinaris
Els cargols per sota de la classe de propietat 8.8 són perns de resistència ordinària, generalment fets de filferro d'acer de carboni baix o mitjà per encapçalament en fred i enrotllament de rosca, sense tractament tèrmic de trempada i temperat. Prenent com a exemple la classe 4.8 més utilitzada: la resistència a la tracció nominal no és inferior a 400 MPa, la relació de rendiment a tracció és de 0,8 i la resistència a la fluència nominal no és inferior a 400 × 0.8=320 MPa.
Els graus de varilla habituals per a cargols normals inclouen:
1008K
1010
1015K
1032
1035
1040
CH38F
1039
Altres barres de filferro d'acer al carboni que compleixen els requisits de rendiment
Les barres de filferro d'acer al carboni anteriors són inherentment no magnètiques; les característiques no magnètiques s'apliquen principalment afixacions d'acer inoxidable. Després del treball en fred, els acers inoxidables austenètics desenvolupen un magnetisme feble: 304M després del treball en fred té un magnetisme d'aproximadament 1,6 μ a 2,0 μ, 304HC aproximadament 1,01 μ a 1,6 μ i el grau 316 després del treball en fred té un magnetisme inferior a 1,01 μ.
2. Materials comuns per a cargols d'alta resistència
Els cargols d'alta resistència requereixen materials amb major resistència a la tracció per satisfer les exigències de precàrrega i suport de càrrega més grans. El tractament tèrmic de trempat i tremp té un impacte significatiu en la resistència del material. Després del temperat, 40Cr generalment no pot satisfer de manera estable els requisits de materials dels cargols estructurals d'alta resistència de la classe 10.9S; En condicions d'inspecció limitades, la duresa superficial després del tremp es pot utilitzar com a referència preliminar per al grau de resistència del material. Sota una gran tensió, els cargols d'alta resistència fets de diferents materials presenten diferents resistència a la fractura retardada.
2.1 40Perns Cr d'alta resistència
Els cargols d'alta resistència de 40Cr s'utilitzen principalment en encavallades espacials de boles. La seva resistència de disseny és generalment de 390 MPa (d superior o igual a 30 mm) o 430 MPa (d < 30 mm), amb un esforç de pre-tracció relativament baix en servei normal. Quan s'aplica a condicions que requereixen una precàrrega elevada, s'ha d'avaluar i garantir acuradament la resistència a la fractura retardada del material.
2.2 20Perns d'alta resistència MnTiB
20MnTiB és un acer d'aliatge de bor baix en carboni. Després de l'extinció i el tremp, ofereix propietats integrals ben equilibrades i la seva resistència a la fractura retardada és superior a la de 40Cr i 40B, el que el fa adequat per a conjunts de connexió d'estructura d'acer d'alta precàrrega i tensió elevada.
2.3 Selecció de material recomanat per l'estàndard
Segons l'estàndard nacional xinès actual per a grans d'alta resistènciacargol de cap hexagonal, conjunts de femelles i volanderes per a estructures d'acer, els materials recomanats per a cargols de classe 10.9S són els següents:
Mida Menor o igual a M24: 20MnTiB;
Mida M27–M30: 35VB.
Els cargols d'alta resistència de gran diàmetre són difícils d'endurir durant el tremp, per la qual cosa s'han d'evitar els diàmetres excessivament grans. Si es requereixen cargols de gran diàmetre, la tensió de treball s'ha de reduir en conseqüència i s'ha de verificar l'enduribilitat del material per complir els requisits de rendiment de la secció transversal.
3. Resum
Tant per a cargols ordinaris com per a cargols d'alta resistència, la selecció del material afecta directament la resistència, la duresa, la resistència a la fatiga, la resistència a la fractura retardada i el rang de servei aplicable. Durant la selecció, s'han d'escollir els graus de materials coincidents i els processos de tractament tèrmic d'acord amb la classe de càrrega, els requisits de precàrrega, l'entorn de servei i les normes rellevants per garantir la fiabilitat conjunta.
