鋼結(jié)構(gòu)螺栓的材質(zhì)(碳鋼螺栓與合金鋼螺栓的區(qū)別)
鋼結(jié)構(gòu)螺栓是連接鋼構(gòu)件的重要緊固件。根據(jù)材質(zhì)的不同,可以分為碳鋼螺栓和合金鋼螺栓兩大類。,,碳鋼螺栓主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼制成,其特點是成本低、易于獲得且具有較好的可塑性。碳鋼螺栓的抗拉強度相對較低,通常用于承受中等負荷的連接。在惡劣環(huán)境下,如高濕度或腐蝕性環(huán)境中,碳鋼螺栓可能會生銹或腐蝕,影響其性能和使用壽命。,,合金鋼螺栓則由特定的合金元素(如鉻、鎳、鉬等)與碳素結(jié)構(gòu)鋼混合制成,這些合金元素可以顯著提高螺栓的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。合金鋼螺栓適用于承受高強度負荷的應(yīng)用場合,例如橋梁、高層建筑或海洋工程中。它們能夠抵抗高溫、低溫、摩擦和腐蝕等惡劣環(huán)境的影響,因此具有更長的使用壽命和更高的可靠性。,,選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)對于確保結(jié)構(gòu)的完整性和安全性至關(guān)重要。
一、常見鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)
(一)按化學(xué)成分分類
- 碳鋼材質(zhì)
- 8.8級碳鋼:適用于一般結(jié)構(gòu)連接。它的強度能夠滿足一些常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)連接的要求,在建筑結(jié)構(gòu)、普通機械設(shè)備等對強度要求不是非常高的地方可以使用。例如在一些小型的簡易廠房結(jié)構(gòu)連接中,8.8級碳鋼螺栓就可以發(fā)揮作用。
- 10.9級碳鋼:強度更高,適用于更高強度的結(jié)構(gòu)連接。在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑、承受較大負荷的機械設(shè)備等方面應(yīng)用較多。像高層建筑、大型橋梁等結(jié)構(gòu)中的部分連接點就可能會用到10.9級碳鋼螺栓,以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。
- 12.9級碳鋼:強度非常高,適用于對強度要求非常嚴格的應(yīng)用。在一些對結(jié)構(gòu)強度和安全性要求極高的場合,如重型機械、航空航天設(shè)備(部分采用鋼結(jié)構(gòu)連接時)等會使用這種高強度的碳鋼螺栓。
- 合金鋼材質(zhì)
- 20MnTiB鋼:常用于制造扭剪型鋼結(jié)構(gòu)螺栓以及部分大六角鋼結(jié)構(gòu)螺栓。這種鋼材制造的螺栓直徑有一定限制,如扭剪型高強度螺栓限用20MnTiB鋼制造,用其制造的螺栓直徑宜為d≤M24。它具有較好的強度和韌性等性能,能夠滿足鋼結(jié)構(gòu)連接的需求,在鋼結(jié)構(gòu)工程中廣泛應(yīng)用,如在工業(yè)廠房、橋梁等鋼結(jié)構(gòu)建筑的連接中都可能會用到。
- 35VB鋼:在鋼結(jié)構(gòu)螺栓制造中,用于制造螺栓時其直徑宜為d≤M30。這種合金鋼材質(zhì)能夠提供一定的強度和其他性能,以保證鋼結(jié)構(gòu)連接的可靠性。
- 40B鋼:可用于制造螺栓,其直徑宜為d≤M24。它在鋼結(jié)構(gòu)連接方面具有一定的優(yōu)勢,例如在承受一定拉力和剪力的情況下能夠保持較好的連接性能。
- 40Cr:具有一定的韌性和硬度,價格相對較低,適合在強度和韌性之間取得平衡的應(yīng)用。在一些對成本有一定要求,同時又需要一定強度和韌性的鋼結(jié)構(gòu)連接中可以使用,例如普通的工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房中一些次要結(jié)構(gòu)的連接點。
- 42CrMo:強度和韌性較高,適用于承受較大負荷和沖擊的場合。在一些大型的、需要承受動態(tài)負荷(如振動、沖擊等)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備或建筑結(jié)構(gòu)連接中較為適用,像在大型起重機的鋼結(jié)構(gòu)連接部分或者承受重型車輛行駛沖擊的橋梁鋼結(jié)構(gòu)連接部分。
- 35CrMo:強度和韌性較好,適用于制造要求高、承受更大壓力的高強螺栓。在高壓容器(部分采用鋼結(jié)構(gòu)連接)、大型橋梁的主結(jié)構(gòu)連接等對強度和壓力承受能力要求較高的鋼結(jié)構(gòu)連接中可以使用。
- 20CrMoTi:是鈦合金強化材料,具有材質(zhì)輕、耐腐蝕、耐磨損等特點,強度和韌性表現(xiàn)都相對出色。在一些對螺栓材質(zhì)重量有要求(如航空航天領(lǐng)域部分鋼結(jié)構(gòu)連接可能考慮減輕重量),同時需要耐腐蝕和耐磨損的特殊鋼結(jié)構(gòu)連接場景中比較適用。
- 45號鋼:硬度和耐磨性較好,但是相對較脆,多用于制造螺母和螺柱桿。在鋼結(jié)構(gòu)連接中,螺母和螺柱桿是重要的組成部分,45號鋼制造的螺母和螺柱桿能夠與其他螺栓組件配合,保證鋼結(jié)構(gòu)連接的緊固性。
(二)按強度等級分類
- 低強度(500N/mm2以下或60000psi以下)的螺栓:使用一般軟鋼材,一般使用SAE1008或是JIS的SWRM8(或SWRCH8)。不過這種低強度螺栓較少用于鋼結(jié)構(gòu)螺栓,因為鋼結(jié)構(gòu)連接通常需要較高的強度。
- 較低強度(600N/mm2或74000psi)的螺栓:使用一般軟鋼材,但限定含碳量等級,一般使用SAE1010 - 1015或是JIS SWRM10 - 15(或SWRCH10–15)。同樣,在鋼結(jié)構(gòu)螺栓應(yīng)用中相對較少,鋼結(jié)構(gòu)更多地會使用強度更高的螺栓材質(zhì)。
- 較高強度(800N/mm2或125000psi)的螺栓:開始使用中碳合金鋼或是低碳硼鋼。在鋼結(jié)構(gòu)螺栓中,部分高強度要求的連接會采用這種強度等級對應(yīng)的材質(zhì)。
- 高強度(900N/mm2以上或150000psi以上)的螺栓:使用中碳合金鋼或是低碳硼鋼。公制Class10.9級使用低碳硼鋼者,其印記需在級數(shù)印其附記下加上底線成為10.9;英制8.2級其印記也和一般Grade8螺栓使用印記不同,以便于識別。不過使用低碳硼鋼制作之高強度螺栓不可用于高溫狀態(tài)下使用;設(shè)計強度超過Class12.9或是ASTM A574超高強度螺栓限用中碳合金鋼加淬火及回火。這種高強度的螺栓材質(zhì)在鋼結(jié)構(gòu)連接中常用于承受較大拉力、壓力和剪力的關(guān)鍵部位。
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