Wenn es darum geht, Schrauben in einer niedrigen Temperaturumgebung zu verwenden, müssen zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden. Als Schraublieferant habe ich mich mit verschiedenen Kundenanfragen zur Leistung von Schrauben unter solchen Bedingungen befasst. In diesem Blog werde ich mich mit den wissenschaftlichen Aspekten der Verwendung von Schrauben in niedrigen Temperatureinstellungen befassen und Erkenntnisse anhand der Branchenkenntnisse geben.
Materialeigenschaften bei niedrigen Temperaturen
Die Leistung von Schrauben in einer niedrigen Temperaturumgebung wird weitgehend durch das Material bestimmt, aus dem sie bestehen. Zu den gängigen Schraubenmaterialien gehören Edelstahl, Kohlenstoffstahl und Legierungsstahl mit jeweils unterschiedlichem Verhalten bei kalten Bedingungen.
Edelstahl ist eine beliebte Wahl für seine Korrosionsbeständigkeit. Die mechanischen Eigenschaften können sich jedoch bei niedrigen Temperaturen ändern. Austenitische Edelstähle haben beispielsweise bei niedrigen Temperaturen in der Regel eine gute Zähigkeit. Es ist weniger wahrscheinlich, dass sie im Vergleich zu einigen anderen Materialien spröde werden. Dies bedeutet, dass in einer niedrigen Temperaturumgebung austenitische Edelstahlschrauben ihre Integrität aufrechterhalten und ihre Befestigungsfunktion weiterhin effektiv ausführen können.
Auf der anderen Seite können Kohlenstoffstahl und einige Legierungsstähle ein Phänomen auftreten, das als "duktile - zu - spröder Übergang" bekannt ist. Wenn die Temperatur sinkt, können diese Materialien ihre Duktilität verlieren und spröder werden. Ein spröde Material ist anfälliger für das Knacken und ein plötzliches Versagen unter Stress. Wenn beispielsweise eine Kohlenstoffstahlschraube in einer niedrigen Temperaturanwendung verwendet wird, bei der sie einer Vibration oder Auswirkung ausgesetzt ist, ist das Risiko, dass das Brechen von IT bei normalen Temperaturen bei normalen Temperaturen die Verwendung von IT signifikant höher ist.
Einfluss auf die Schraubfestigkeit
Niedrige Temperaturen können einen direkten Einfluss auf die Festigkeit von Schrauben haben. Die Streckgrenze und die endgültige Zugfestigkeit einer Schraube können sich ändern, wenn sich die Temperatur abnimmt. Im Allgemeinen kann die Stärke einer Schraube bei niedrigen Temperaturen leicht zunehmen, dies wird jedoch häufig von einer Abnahme der Duktilität einhergehen.
Zum Beispiel aAllen Head M4 x 10 MaschinenschraubeAus einer bestimmten Stahllegierung kann eine höhere Streckgrenze bei - 20 ° C im Vergleich zu ihrer Festigkeit bei Raumtemperatur aufweisen. Dieser Anstieg der Festigkeit bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass sie für alle niedrigen Temperaturanwendungen besser geeignet ist. Wenn die Schraube ein gewisses Maß an Verformung ohne Unterbrechung standhalten muss, kann die reduzierte Duktilität ein großer Nachteil sein.
Bei der Betrachtung der Stärke von Schrauben in niedrigen Temperaturumgebungen ist es auch wichtig, die Vorlast zu berücksichtigen. Pre -Last ist die auf eine Schraube aufgetragene Kraft, wenn sie festgezogen wird. In einer niedrigen Temperaturumgebung kann sich das Material der Schraube und die Paarungsteile mit unterschiedlichen Raten zusammenziehen. Dies kann zu Änderungen der Vorlast führen, die die Gesamtleistung des Gelenks beeinflussen können. Wenn die Vorlast zu stark abnimmt, kann die Verbindung locker werden, was zu potenziellen Sicherheitsrisiken führt.
Fadenbindung und niedrige Temperaturen
Die Gewindeeinstellung einer Schraube ist entscheidend für die ordnungsgemäße Funktion. In einer niedrigen Temperaturumgebung können sich die in der Gewinde verbundenen Materialien zusammenziehen. Wenn die Schraube und der Paarungsteil mit unterschiedlichen Raten vertraglich sind, kann dies die Gewindeanpassung beeinflussen.
Für aSlot Head Machine SchraubeEine Änderung der Fadenanpassung kann zu Problemen wie Strippen oder Lösen führen. Wenn sich das Material des Paarungsteils mehr zusammenzieht als die Schraube, können die Gewinde enger zusammengezwungen werden, wodurch das Risiko des Stripping beim Anziehen oder Entfernen des Strippens erhöht wird. Umgekehrt kann die Gewinde locker werden, wenn sich die Schraube mehr als der Paarungsteil abhält, wodurch die Klemmkraft der Schraube verringert wird.
Schmierung in niedrigen Temperaturumgebungen
Die Schmierung spielt eine wichtige Rolle bei Schraubenanwendungen, insbesondere bei niedrigen Temperatureinstellungen. Ein ordnungsgemäßes Schmiermittel kann die Reibung während der Installation reduzieren, das Billigen (die Adhäsion einer Oberfläche an die andere während des Gleitkontakts) verhindern und auch dazu beitragen, die Vorlast aufrechtzuerhalten.
Allerdings sind nicht alle Schmiermittel für die Nutzung von Temperaturen mit niedrigem Temperatur geeignet. Einige Schmiermittel können bei niedrigen Temperaturen verdicken oder verfestigen, was es schwierig macht, die Schraube zu installieren. Zum Beispiel kann ein herkömmliches Schmiermittel auf Erdölbasis bei -30 ° C zu viskoös werden, was es fast unmöglich macht, sich gleichmäßig auf den Schraubengewinden auszubreiten. Spezialisierte niedrige Temperaturschmiermittel sind verfügbar, die so formuliert sind, dass sie bei extrem niedrigen Temperaturen flüssig bleiben. Diese Schmiermittel können eine reibungslose Installation und langfristige Leistung der Schrauben sicherstellen.
Oberflächenbehandlung und niedrige Temperaturen
Oberflächenbehandlungen können die Leistung von Schrauben in niedrigen Temperaturumgebungen verbessern. Beispielsweise kann eine Zinkbeschichtung Korrosionsschutz bieten, was wichtig ist, da Korrosion die Schraube im Laufe der Zeit schwächen kann. In einer niedrigen Temperaturumgebung kann die Korrosionsrate langsamer sein, kann jedoch immer noch auftreten, insbesondere wenn Feuchtigkeit vorhanden ist.
APhillip Flat Head Machine SchraubeBei einer ordnungsgemäßen Oberflächenbehandlung kann auch eine verbesserte Verschleißfestigkeit auftreten. Dies ist vorteilhaft, da die Schraube in ihrer Anwendung einem gewissen Grad an Bewegung oder Vibration ausgesetzt sein kann. Eine harte Trageoberfläche kann verhindern, dass die Fäden beschädigt werden und eine sichere und lange anhaltende Verbindung sicherstellen.
Auswählen der richtigen Schrauben für niedrige Temperaturanwendungen
Basierend auf den oben genannten Faktoren erfordert die Auswahl der richtigen Schrauben für niedrige Temperaturanwendungen eine sorgfältige Überlegung. Hier sind einige Richtlinien:
- Materialauswahl: Wählen Sie Materialien mit gut niedriger Temperaturzähigkeit wie austenitische Edelstähle. Vermeiden Sie Materialien, die für duktile - zu - spröde Übergang anfällt, wenn die Anwendung erhebliche Belastungen oder Auswirkungen beinhaltet.
- Größe und Design: Stellen Sie sicher, dass die Schraubengröße und das Design für die Last und die Anwendung geeignet sind. Betrachten Sie den Thread Pitch und den Kopfstil, da diese die Installation und Leistung beeinflussen können.
- Schmierung: Verwenden Sie ein geeignetes Temperaturschmiermittel mit niedrigem Temperatur, um eine reibungslose Installation und langfristige Leistung zu gewährleisten.
- Oberflächenbehandlung: Entscheiden Sie sich für Schrauben mit geeigneten Oberflächenbehandlungen, um die Korrosionsbeständigkeit und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Abschluss
Zusammenfassend ist die Verwendung von Schrauben in einer niedrigen Temperaturumgebung möglich, erfordert jedoch ein gründliches Verständnis der Materialeigenschaften, Festigkeitsmerkmale und anderer Faktoren. Als Schraubenlieferant bin ich gut in diesen Aspekten und kann hochwertige Qualitätsschrauben für verschiedene niedrigem Temperaturanwendungen bieten.
Wenn Sie Schrauben für ein niedriges Temperaturprojekt benötigen, empfehle ich Ihnen, nach einer detaillierten Diskussion zu suchen. Wir können zusammenarbeiten, um die am besten geeigneten Schrauben für Ihre spezifischen Anforderungen auszuwählen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit Ihrer Anwendung sicherzustellen.
Referenzen
- ASM Handbuch Band 2: Eigenschaften und Auswahl: Nichteisenlegierungen und Spezialmaterialien - Zweckmaterialien
- Maschinenhandbuch, 31. Ausgabe
- ASTM -Standards im Zusammenhang mit Befestigungselementen und Materialien für niedrige Temperaturanwendungen