螺栓材质选择Word文档格式.docx
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抗拉强度为:
400MPa
屈服强度为:
400*8/10=320MPa
=================ﻫ另:
不锈钢螺栓通常标为A4-70,A2—70得样子,意义另有解释ﻫ度量
当今世界上长度计量单位主要有两种,一种为公制,计量单位为米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等,在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多,另一种为英制,计量单位主要为英寸(inch),相当于我国旧制得市寸,在美国、英国等欧美国家使用较多。
ﻫ1、公制计量:
(10进制)
1m=100cm=1000 mm
2、英制计量:
(8进制)
1英寸=8英分 1英寸=25、4mm3/8¢
¢
×
25、4=9、52
3、1/4¢
以下得产品用番号来表示其称呼径,如:
4#,5#, 6#,7#, 8#,10#,12#
螺纹ﻫ一、螺纹就是一种在固体外表面或内表面得截面上,有均匀螺旋线凸起得形状。
根据其结构特点与用途可分为三大类:
ﻫ
(一)、普通螺纹:
牙形为三角形,用于连接或紧固零件。
普通螺纹按螺距分为粗牙与细牙螺纹两种,细牙螺纹得连接强度较高。
ﻫ
(二)、传动螺纹:
牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。
ﻫ(三)、密封螺纹:
用于密封连接,主要就是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。
ﻫ二、螺纹配合等级:
ﻫ螺纹配合就是旋合螺纹之间松或紧得大小,配合得等级就是作用在内外螺纹上偏差与公差得规定组合。
(一)、对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:
1A、2A与3A级,内螺纹有三种等级:
ﻫ1B、2B与3B级,全部都就是间隙配合.等级数字越高,配合越紧。
在英制螺纹中,偏差仅规定1A与2A级,3A级得偏差为零,而且1A与2A级得等级偏差就是相等得。
ﻫ等级数目越大公差越小。
1、1A与1B级,非常松得公差等级,其适用于内外螺纹得允差配合。
2、2A与2B级,就是英制系列机械紧固件规定最通用得螺纹公差等级。
3、3A与3B级,旋合形成最紧得配合,适用于公差紧得紧固件,用于安全性得关键设计。
ﻫ4、对外螺纹来说,1A与2A级有一个配合公差,3A级没有。
1A级公差比2A级公差大50%,比3A级大75%,对内螺纹来说,2B级公差比2A公差大30%。
1B级比2B级大50%,比3B级大75%。
(二)、公制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:
4h、6h与6g,内螺纹有三种螺纹等级:
5H、6H、7H。
(日标螺纹精度等级分为I、II、III三级,通常状况下为II级)在公制螺纹中,H与h得基本偏差为零。
G得基本偏差为正值,e、f与g得基本偏差为负值.如图所示:
1、H就是内螺纹常用得公差带位置,一般不用作表面镀层,或用极薄得磷化层。
G位置基本偏差用于特殊场合,如较厚得镀层,一般很少用.ﻫ2、g常用来镀6—9um得薄镀层,如产品图纸要求就是6h得螺栓,其镀前螺纹采用6g得公差带。
3、螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h,对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹,标准推荐采用6H/6g得配合
(三)、螺纹标记
四、自攻、自钻螺纹得主要几何参数:
ﻫ
(一)、大径/牙外径(d1),为螺纹牙顶重合得假想圆柱直径。
螺纹大径基本代表螺纹尺寸得公ﻫ称直径.
(二)、小径/牙底径(d2):
为螺纹牙底重合得假想圆柱直径。
ﻫ(三)、牙距(p):
为相邻牙在中经线上对应两点得轴向距离.在英制中以每一英寸(25、4
mm)内得牙数来表明牙距。
ﻫﻫ下表列举常用规格得牙距(公制)牙数(英制)ﻫ1、公制自攻牙:
ﻫ规格ST1、5STﻫ1、9S Tﻫ2、2STﻫ2、6ST
2、9STﻫ3、3 STﻫ3、5 STﻫ3、9 ST
4、2STﻫ4、8STﻫ5、5S Tﻫ6、3STﻫ8、0 STﻫ9、5
牙距0、50、60、80、91、11、31、31、31、4 1、6 1、8 1、82、12、1
2、英制自攻牙:
ﻫ规格4#5# 6# 7#8#10#12#14#
牙ﻫ数 AB牙2420 20 1918161414ﻫA牙 2420 181615121110ﻫ
材料ﻫ一、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。
ﻫ
(一)碳钢。
我们以碳钢料中碳得含量区分低碳钢,中碳钢与高碳钢以及合金钢。
ﻫ1、低碳钢C%≤0、25%国内通常称为A3钢。
国外基本称为1008,1015,1018,1022等。
主要用于4、8级螺栓及4级螺母、小螺丝等无硬度要求得产品。
(注:
钻尾钉主要用1022材料。
)
2、中碳钢0、25%<C%≤0、45%国内通常称为35号、45号钢,国外基本称为1035,CH38F,1039,40ACR等。
主要用于8级螺母、8、8级螺栓及8、8级内六角产品。
ﻫ3、高碳钢C%〉0、45%。
目前市场上基本没使用
4、合金钢:
在普碳钢中加入合金元素,增加钢材得一些特殊性能:
如35、40铬钼、SCM435,10B38。
芳生螺丝主要使用SCM435铬钼合金钢,主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
ﻫ
(二)不锈钢。
性能等级:
45,50,60,70,80ﻫ主要分奥氏体(18%Cr、8%Ni)耐热性好,耐腐蚀性好,可焊性好。
A1,A2,A4ﻫ马氏体、13%Cr耐腐蚀性较差,强度高,耐磨性好。
C1,C2,C4铁素体不锈钢。
18%Cr镦锻性较好,耐腐蚀性强于马氏体。
目前市场上进口材料主要就是日本产品.按级别主要分SUS302、SUS304、SUS316。
ﻫ(三)铜。
常用材料为黄铜…锌铜合金。
市场上主要用H62、H65、H68铜做标准件。
碳钢产品所使用得盘元:
序号 种类可选用得材质
1 4、8级六角螺栓 1008K10101015K
26、8级六角螺栓103210351040CH38F 1039ﻫ38、8级六角螺栓 1035ACR(M10以下)1040ACR(M12以上)CH38F1045ACR103910B21 10B3310B38
48、8级内六角螺栓CH38F103910B21(M10-M12)10B33(M14)10B38(M12-M24)10B21
5 10、9级六角螺栓 1045ACR 10B38
6│8│级螺帽1008K1010
78级螺帽1015(M<
16)CH38F(M≥16)
810级螺帽CH38F103910B2110B33
9 12级螺帽103910B21 10B33 10B38ﻫ10马车螺丝1008 1010 1015
11六角缘凸螺栓CH38F 103910B2110B3310B38
12六角木螺丝1008K1010
13自攻钉、墙板钉ﻫ钻尾钉、夹板钉10181022CH22A
14 机螺钉家俱螺丝10081010ﻫ
三、材料中各类元素对钢得性质得影响:
ﻫ1、碳(C):
提高钢件强度,尤其就是其热处理性能,但随着含碳量得增加,塑性与韧性下降,并会影响到钢件得冷镦性能及焊接性能.
2、锰(Mn):
提高钢件强度,并在一定程度上提高可淬性。
即在淬火时增加了淬硬渗入得强度,锰还能改进表面质量,但就是太多得锰对延展性与可焊性不利。
并会影响电镀时镀层得控制。
ﻫ3、镍(Ni):
提高钢件强度,改善低温下得韧性,提高耐大气腐蚀能力,并可保证稳定得热处理效果,减小氢脆得作用。
4、铬(Cr):
能提高可淬性,改善耐磨性,提高耐腐蚀能力,并有利于高温下保持强度。
5、钼(Mo):
能帮助控制可淬性,降低钢对回火脆性得敏感性,对提高高温下得抗拉强度有很大影响.
6、硼(B):
能提高可淬性,并且有助于使低碳钢对热处理产生预期得反应。
7、矾(V):
细化奥氏体晶粒,改善韧性。
8、硅(Si):
保证钢件得强度,适当得含量可以改善钢件塑性与韧性。
四、关于不锈钢材质之特性简介(304、316)ﻫ
(一)该三种材质均为300系列得奥氏体不锈钢,其化学成分如下:
ﻫ名称CSiMnPSNiCr MoCuﻫ304M≤0、06≤1、0≤2、0≤0、045 ≤0、03 8、91—10、018、0-20、0 0 0
316≤0、03-0、06≤1、0≤2、0 ≤0、045≤0、0310、0-14、0 16、0-18、02、0—3、00
304HC ≤0、08≤1、0≤2、0≤0、045≤0、038、0-10、517、0—19、0 01、0—3、0
(二)主要化学成分与不锈钢性能之关系。
1、碳C 可增加硬度与强度,含量过高会降低其延展性与耐蚀性
2、铬Cr 可增加耐蚀性、抗氧化性,使品粒细化,增加强度,硬度与耐磨性ﻫ3、镍Ni可增加高温强度、耐蚀性,降低冷加工硬化之速率ﻫ4、钼Mo增加强度,对氧化物与海水得耐蚀性优良ﻫ5、铜Cu利于冷加工成型,降低磁性ﻫ(三)材质之其它性能ﻫ1、以上材质正常状态无磁性。
304M冷加工后略有磁性(1、6u-2、0u左右);
304HC磁性为(1、01u-1、6u左右);
316材质冷加工后磁性小于1、01u.
2、各材质均有良好得延展性,易冷加工成型,抗拉强度、屈服强度、均可达到要求。
(Ts抗拉强度min700N/mm,Ys屈服强度min450N/mm)ﻫ(四)结论ﻫ1、304M、304HC、316三种材质就是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广得材质之一。
各材质明显差异为:
冷加工后材质磁性为316<
304HC〈304M。
316材质抗化学品腐蚀,抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良。
2、总之,不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生,但其强度、硬度正常情况下相当于碳钢(6、8级)故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度,且不能与使用碳钢产品一样随便施加力量,亦不可施力过大,同时因不锈钢延展性好,在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处,增加摩檫力,易导致锁死,而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落,相对于不锈钢不易锁死。
产品大类ﻫ
(一)、六角螺栓(HEXAGONHEAD BOLTS)
1、 英制螺栓参照标准为ANSI/ASME B18、2、1,日标参照JISB1180(韦氏牙)。
英制参照BSW916(韦氏牙)。
(1)、HEX MACHINEBOLT:
无华司、有束尾、半牙六角螺栓,
(2)、HEXTAPBOLT:
无华司、无束尾、全牙六角螺栓,
(3)、HEXCAP SCREWS:
有华司、有束尾、半牙六角螺栓,ﻫ2、公制螺栓参照标准如下,其相互区别如表所示:
老国标新国标 ISO标准DIN(德标)ﻫGB30ﻫGB5780(半牙)
GB5781(全牙)ﻫGB5782(半牙)ﻫGB5783(全牙) ISO4016ﻫISO4018
ISO4014
ISO4017DIN601ﻫDIN558ﻫDIN931ﻫDIN933ﻫ
(二)、马车螺丝/圆头方颈螺栓(CarriageBolts):
ﻫANSI/ASMEB18、5;
DIN603;
ISO8677;
GB12;
GB14
(三)、内六角螺栓(Hexagonsocket-head cap screws):
DIN912;
GB70;
ISO4762;
ANSI/ASMEB18、3
(四)、六角木螺丝(HexagonHeadLagScrews):
ANSI/ASME B18、2、1DIN571ﻫ(五)、家俱螺丝(Furniturescrews):
依客户标准
(六)、六角法兰螺栓(Hexagon FlangeBolt):
ﻫIFI111GB 5787DIN92
三、标志、性能等级
(1)、标志.六角头螺栓与螺钉(螺纹直径≥5mm)。
需在头部顶面用凸字或凹字标志,或在头部侧面用凹字标志.包括性能等级、厂标.碳钢:
强度等级标记代号由“•”隔开得两部分数字组成。
标记代号中“•”前数字部分得含义表示公称抗拉强度,如4、8级得“4”表示公称抗拉强度400N/MM2得1/100。
标记代号中“•”与点后数字部分得含义表示屈强比,即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。
如4、8级产品得屈服点为320N/mm2。
不锈钢产品强度等级标志由“—"
隔开得两部分组成。
标志代号中“-"
前符号表示材料.如:
A2,A4等标志“—”后表示强度,如:
A2-70ﻫ
(2)、等级。
碳钢:
公制螺栓机械性能等级可分为:
3、6、4、6、4、8、5、6、5、8、6、8、8、8、9、8、
10、9、12、9共10个性能等级。
不锈钢分为60,70,80(奥氏体);
50,70,80,110(马氏体);
45,60(铁氏体)三类。
高强螺栓与普通螺栓区别ﻫ高强度螺栓就就是可承受得载荷比同规格得普通螺栓要大。
普通螺栓得材料就是Q235(即A3)制造得。
高强度螺栓得材料35#钢或其它优质材料,制成后进行热处理,提高了强度。
两者得区别就是材料强度得不同。
ﻫ从原材料瞧:
高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓得螺杆、螺帽与垫圈都由高强钢材制作,常用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造.
从强度等级上瞧:
ﻫ高强螺栓,使用日益广泛。
常用8、8s与10、9s两个强度等级,其中10、9级居多。
普通螺栓强度等级要低,一般为4、4级、4、8级、5、6级与8、8级。
ﻫ从受力特点来瞧:
ﻫ高强度螺栓施加预拉力与靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪与孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数与钢材种类都直接影响高强螺栓得承载力。
ﻫﻫ根据受力特点分承压型与摩擦型、两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12,常用M16~M30,超大规格得螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
ﻫ高强度螺栓摩擦型与承压型连接得区别:
高强螺栓连接就是通过螺栓杆内很大得拧紧预拉力把连接板得板件夹紧,足以产生很大得摩擦力,从而提高连接得整体性与刚度,当受剪力时,按照设计与受力要求得不同,可分为高强螺栓摩擦型连接与高强螺栓承压型连接两种,两者得本质区别就是极限状态不同,虽然就是同一种螺栓,但就是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大得不同。
在抗剪设计时,高强螺栓摩擦型连接就是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供得可能最大摩擦力作为极限状态,也即就是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。
板件不会发生相对滑移变形(螺杆与孔壁之间始终保持原有得空隙量),被连接板件按弹性整体受力。
在抗剪设计时,高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接就靠螺栓杆身剪切与孔壁承压以及板件接触面间得摩擦力共同传力,最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪得极限状态。
总之,摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓实际上就是同一种螺栓,只不过就是设计就是
否考虑滑移。
摩擦型高强螺栓绝对不能滑动,螺栓不承受剪力,一旦滑移,设计就认为达到破坏状态,在技术上比较成熟;
承压型高强螺栓可以滑动,螺栓也承受剪力,最终破坏相当于普通螺栓破坏(螺栓剪坏或钢板压坏)。
从使用上瞧:
ﻫ建筑结构得主构件得螺栓连接,一般均采用高强螺栓连接.普通螺栓可重复使用,高强螺栓不可重复使用。
高强螺栓一般用于永久连接.
高强螺栓就是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。
普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用。
普通螺栓只需拧紧即可。
普通螺栓一般为4、4级、4、8级、5、6级与8、8级。
高强螺栓一般为8、8级与10、9级,其中10、9级居多。
8、8级与8、8S就是相同等级.普通螺栓与高强螺栓得受力性能与计算方法均有所区别得。
高强螺栓得受力首先就是通过在其内部施加预拉力P,然后在被连接件之间得接触面上产生摩擦阻力来承受外荷载得,而普通螺栓则就是直接承受外荷载得。
更具体得来说:
高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点,就是很有发展前途得连接方法。
高强度螺栓就是用特制得扳手上紧螺帽,使螺栓产生巨大而又受控制得预拉力,通过螺帽与垫板,对被连接件也产生了同样大小得预压力。
在预压力作用下,沿被连接件表面就会产生较大得摩擦力,显然,只要轴力小于此摩擦力,构件便不会滑移,连接就不会受到破坏,这就就是高强度螺栓连接得原理.ﻫ高强度螺栓连接就是靠连接件接触面间得摩擦力来阻止其相互滑移得,为使接触面有足够得摩擦力,就必须提高构件得夹紧力与增大构件接触面得摩擦系数.构件间得夹紧力就是靠对螺栓施加预拉力来实现得,所以螺栓必须采用高强度钢制造,这也就就是称为高强度螺栓连接得原因。
ﻫ高强度螺栓连接中,摩擦系数得大小对承载力得影响很大。
试验表明,摩擦系数主要受接触面得形式与构件得材质影响.为了增大接触面得摩擦系数,施工时常采用应喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理.
高强度螺栓实际上有摩擦型与承压型两种。
摩擦型高强度螺栓承受剪力得准则就是设计荷载引起得剪力不超过摩擦力。
ﻫ承压型高强度螺栓则就是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则.
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