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電池定扭工具在裝配過程中的應(yīng)用
電池定扭工具在裝配過程中的應(yīng)用 大量的標(biāo)準(zhǔn)件在機(jī)械連接構(gòu)件中需要扭緊,選擇合適型號(hào)的電池定扭工具,有效保證扭緊質(zhì)量意義十分重要。 常見的電池定扭工具有槍式和直柄彎頭兩種形式,其中直柄彎頭式還可配套舌片工具使用,針對(duì)一些難以觸及的位置進(jìn)行扭緊作業(yè),其槍身上可見扭矩調(diào)節(jié)器、正反開關(guān)、按鈕。槍式工具常用的額定扭矩有6N?m、9 N?m 、12 N?m ,一般不超過12N?m;直柄彎頭式工具常用的額定扭矩有9N?m、12N?m 、16 N?m 、30N?m,一般不超過30N?m。精度控制在5%~10%之間。 電池定扭工具常見的幾種操作有:擰緊、反轉(zhuǎn)、持續(xù)反轉(zhuǎn)操作。工具LED操作指示燈信號(hào)顯示有:擰緊完成扭矩合格、擰緊未成功需重新擰緊、工具電量不足、工具過熱、電池電量用完等。 工具的扭矩值是準(zhǔn)確和穩(wěn)定的,但在實(shí)際緊固螺栓時(shí),由于螺栓強(qiáng)度、工件材料等不同,會(huì)影響螺栓的扭矩值。因此以測(cè)量和保證螺栓的最終扭矩值為工具的設(shè)定目標(biāo)。扭矩設(shè)定、作業(yè)方式及手持姿勢(shì)都是重要的環(huán)節(jié),正確的使用它可以降低螺栓擰緊過程中螺栓滑牙和扭矩輸出不合格工具故障報(bào)警的次數(shù)。 影響電池定扭工具的因素:①工具在電池電量低于20%時(shí),會(huì)降低扭矩的輸出精度,電池定扭工具都設(shè)有低電量提醒及保護(hù)功能。電池電量低于20%時(shí),工具會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警,甚至自動(dòng)停止工作并鎖止。②工具在運(yùn)行“額定最高扭矩”和“額定最低扭矩”的臨界扭矩時(shí)精度是不受影響的,但是長(zhǎng)期超負(fù)荷使用會(huì)對(duì)電池電量的使用時(shí)間造成影響。硬連接作業(yè),對(duì)工具的輸出扭矩影響較小;軟連接作業(yè),連接結(jié)果會(huì)有所不同,這與操作者規(guī)范操作有關(guān)。③非工藝要求的重復(fù)擰緊是操作人員使用定扭工具的一個(gè)誤區(qū),扭力值達(dá)到后再對(duì)螺栓繼續(xù)擰緊會(huì)在力扭合格的基礎(chǔ)上繼續(xù)增大扭矩值,使用電池定扭工具重復(fù)擰緊不僅會(huì)影響最終的螺栓扭矩值,還會(huì)對(duì)工具的正常使用造成影響,甚至縮短工具的使用壽命。工具設(shè)有專門的保險(xiǎn)裝置,一旦達(dá)到目標(biāo)值,需要再過0.7s,電池定扭工具才能重新啟動(dòng)。④電池定扭工具達(dá)到規(guī)定使用次數(shù)限制后,要送往質(zhì)檢部門扭矩標(biāo)定,確保其扭力輸出的合格性。 電池定扭工具的日常管理維護(hù):①利用槍頭上的花環(huán),進(jìn)行不同型號(hào)電池工具的區(qū)分管理。②加配工具保護(hù)套,定期檢查工具機(jī)械部分的潤(rùn)滑情況,如果缺少潤(rùn)滑油脂或過臟,進(jìn)行適量更換。③定期對(duì)工具進(jìn)行扭矩標(biāo)定,確保工具輸出扭矩的精度,標(biāo)定合格的工具應(yīng)貼上合格標(biāo)簽。 電池的充電及維護(hù),電池的使用時(shí)間與所使用的電池容量、電機(jī)形式、螺栓規(guī)格及強(qiáng)度、工件材料、工人的熟練程度有關(guān),同時(shí)也與電池的保養(yǎng)、維護(hù)有關(guān)。電池的壽命是由電池完全充放電的次數(shù)決定的,正確的電池保養(yǎng)、充防電和再生的鎳氫電池,可達(dá)1000-1500次的充放電,鋰電池可達(dá)3000次左右充放電。嚴(yán)禁磕碰、摔打電池,對(duì)于有明顯磕碰、劃痕的電池影立即更換,不再使用。當(dāng)電池溫度低于10℃或高于40℃時(shí)不要充電。 總之,電池定扭工具的出現(xiàn)解決了小規(guī)格螺栓扭矩控制的空白,只有進(jìn)行正確的選擇使用,一定能取得較好的效益。
2020
12-02
鋅鉻涂層件表面精度控制
緊固件常用的表面防護(hù)方法有發(fā)黑、磷化、電鍍鋅、電鍍鎘及有機(jī)涂層。電鍍鋅在海洋性氣候下的防腐能力有限,且易引起氫致延遲斷裂,給承載結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度連接帶來安全隱患;電鍍鎘在海洋性環(huán)境中的防腐能力較好,電鍍鎘的氫致延遲斷裂較輕微,但是汽毒性大,會(huì)危害環(huán)境,不符合清潔生產(chǎn)的發(fā)展方向;有機(jī)涂層由于結(jié)合力、涂層孔隙等方面的原因,也不易滿足海洋環(huán)境的需求。鋅鉻涂層(又稱達(dá)克羅)具有高耐腐蝕性和低氫致延遲斷裂等特點(diǎn),正得到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暫蛻?yīng)用。 ? 2、試驗(yàn) 鋅鉻涂層的組成為:Zn75%、Al10%,鉻的氧化物15%。鉻的氧化物作為粘接劑存在于層層疊加的片狀鋅粉、鋁粉之間,其存在形態(tài)是非晶態(tài)的復(fù)合物。 膜層制備的步驟如下:清潔→裝掛→脫脂→水洗→吹干→拋丸→浸涂→甩干→烘烤→固化→冷卻→檢查。涂層固化經(jīng)歷了水分揮發(fā)、六價(jià)鉻還原、過剩有機(jī)物分解以及鉻化合物非晶態(tài)化等過程。步驟中,拋丸、浸涂、甩干是決定膜層表面粗糙度和厚度的關(guān)鍵。 ? 實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),從拋丸開始,調(diào)整丸粒大小、拋丸速度、角度及裝載量,可以保證螺栓表面粗糙度,并達(dá)到控制涂層尺寸精度的目的。此外,通過調(diào)整涂覆液成分配比、黏度及涂覆次數(shù),可以控制膜層的厚度,采用二次或三次涂覆的方法能使膜層厚度更均勻。 ? 2.1 表面粗糙度的影響 鋅鉻涂層件的影響因素,主要有表面粗糙度,前處理的好壞決定緊固件表面清潔處理后的等級(jí)、粗糙度等,直接影響到涂層體系與基體結(jié)合的牢固程度,進(jìn)而影響到涂層體系的防護(hù)性能。緊固件常用的表面清潔處理方法為拋丸,調(diào)整鋼丸的大小、拋丸速度、噴射角度和螺栓裝載量等參數(shù),可以控制螺栓、螺母的表面粗糙度;對(duì)兩種不同原始粗糙度等級(jí)的緊固件拋丸后的原圓變化進(jìn)行檢測(cè),可以找出影響緊固件粗糙度的因素。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),拋丸機(jī)的拋丸速度和噴射角度不能有較大范圍的變動(dòng),且這兩個(gè)參數(shù)對(duì)緊固件表面粗糙度的影響有限,因此固定拋丸速度、噴射角度和拋丸時(shí)間,采用直徑φ0.2mm和φ0.3mm的鋼丸對(duì)螺栓拋丸處理,鋼丸大小對(duì)螺栓表面狀況的影響。 ? 從表1和表2數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)拋丸處理后,螺栓表面粗糙度可以增大1個(gè)數(shù)量級(jí),鋼丸粒度的大小是影響螺栓表面粗糙度的重要因素。經(jīng)過拋丸的螺栓進(jìn)行涂覆處理后,表面粗糙度略有降低。通過測(cè)量螺栓外圓尺寸,發(fā)現(xiàn)直徑方向上有局部尺寸突然增加約3μm,單層膜層厚度有1.5μm左右的誤差。這是因?yàn)樵陔x心作用下,涂料向同一方向流動(dòng),導(dǎo)致該方向上的膜層增厚,產(chǎn)生尺寸誤差。 2.2涂層厚度的控制 鋅鉻涂層件的另一影響因素,涂層厚度的控制。鋅鉻涂料的附著量一方面由涂料的黏度決定,另一方面由離心機(jī)甩干速度決定(離心機(jī)甩干時(shí)間固定)。通過調(diào)整鋅鉻涂料的黏度和離心機(jī)的甩干速度,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層厚度的控制。 ? 實(shí)踐表明螺栓的涂覆量主要取決于離心機(jī)甩干旋轉(zhuǎn)速度,轉(zhuǎn)速越低,涂覆量越大,當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度一定時(shí),鋅鉻涂料的黏度越大,則涂覆量也越大。此外,涂覆量與螺栓的尺寸和形狀也有關(guān)。試驗(yàn)分別經(jīng)一次、二次、三次涂覆的螺栓,在最終涂覆量相同的情況下,涂覆次數(shù)越多,涂層越均勻,表面越光潔,其表面抗腐蝕性能越好。 ? 3、小結(jié) 用精度6g/6H的螺栓連接副進(jìn)行工藝驗(yàn)證,希望涂覆的涂層厚度為3~5μm,采用直徑φ0.2mm的鋼丸進(jìn)行拋丸處理,涂料黏度為89s。因?yàn)橥繉雍穸纫鬄?~5μm,涂覆量為155~175mg/dm2,根據(jù)涂覆量等值圖查得應(yīng)使用的拋甩速度為270~300r/min。經(jīng)過對(duì)涂覆后螺紋的精度進(jìn)行檢測(cè),表明涂層符合技術(shù)要求,厚度得到了精確控制。按照GB/T18684-2002《鋅鉻涂層技術(shù)條件》的要求進(jìn)行行能檢測(cè),經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)720h沒有出現(xiàn)腐蝕,且結(jié)合力優(yōu)良。 ?
11-18
緊固件表面處理的機(jī)械鍍鋅
緊固件表面處理的機(jī)械鍍鋅 本文摘自于金蜘蛛技術(shù)篇 1、緊固件表面處理工藝選擇的要求 眾所周知,緊固件表面處理是指通過特定的物理和化學(xué)手段,在工件表面形成一層保護(hù)膜,達(dá)到防腐蝕的效果。緊固件表面處理工藝選擇的要求:首先,更長(zhǎng)的服役期限。緊固件服役4年要維持原來的外觀;服役6年應(yīng)保證手動(dòng)工具容易拆卸;服役10年必須保證安全連接。其次,環(huán)保要求。不符合環(huán)保指令、含有有害、有毒物質(zhì)的緊固件產(chǎn)品均不允許進(jìn)入市場(chǎng)。再次,便于自動(dòng)化裝配。如汽車螺栓采用機(jī)器人或自動(dòng)化工具裝配時(shí),每次裝配時(shí)的扭矩應(yīng)基本一致,鍍層產(chǎn)生的摩擦因數(shù)不能太大,螺紋部位的鍍層不能影響裝配。 2、選擇緊固件表面鍍鋅處理的原則 ①鍍鋅層的厚度和經(jīng)濟(jì)性。鍍鋅層厚度的確定主要由環(huán)境而定。一般室內(nèi)以裝飾和防腐并重。戶外因服役環(huán)境相對(duì)惡劣,鍍鋅以防腐為主,可以選擇熱浸鍍鋅、滲鋅和機(jī)械鍍鋅。由于在使用和制造過程中,熱浸鍍鋅處理暴露的許多缺陷,也促進(jìn)了機(jī)械鍍鋅、滲鋅工藝的快速發(fā)展。 ②螺紋緊固件選擇機(jī)械鍍鋅,效率高,成本低,且配合互換性良好;對(duì)于高強(qiáng)度螺栓,不會(huì)產(chǎn)生氫脆,不會(huì)因加熱使強(qiáng)度降低。如螺栓熱浸鍍鋅層表面起瘤、厚度極不均勻,改用機(jī)械鍍鋅后鍍層外觀得到明顯改善。 3、機(jī)械鍍鋅加工工藝特點(diǎn) 機(jī)械鍍鋅的工藝特點(diǎn)是室溫條件生產(chǎn)操作、鍍層不屬于電沉積,是由裝配零件的鍍筒的旋轉(zhuǎn),使筒內(nèi)的螺栓或螺母與介質(zhì)的相互碰撞,實(shí)現(xiàn)機(jī)械能傳遞來形成鍍層。鍍層結(jié)構(gòu)為微粒級(jí)球形鋅粉受機(jī)械力傳遞碰撞變形、成為扁平、碟形鋅顆粒的層狀疊加來凝結(jié)為鍍層,這種結(jié)構(gòu)鍍層具有金屬鋅的基本物理特征,鍍層的功能作用是為鐵基緊固件提供防腐蝕要求的陽極性保護(hù)鍍層。 對(duì)高強(qiáng)度緊固件不產(chǎn)生氫脆危害及小型可滾鍍螺栓的重度防腐鍍層(25-110μm)替代熱浸鍍鋅工藝,具有實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。 .4、機(jī)械鍍鋅與其它表面處理對(duì)比應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 與電鍍鋅的對(duì)比優(yōu)勢(shì)? 在工業(yè)應(yīng)用上,電鍍鋅過程將在陰極析出氫氣,這會(huì)對(duì)作為陰極上受鍍的高強(qiáng)鋼零件產(chǎn)生滲氫作用,結(jié)果使這種高強(qiáng)度螺栓在使用過程中產(chǎn)生氫脆斷裂而引發(fā)事故(目前國(guó)內(nèi)時(shí)有發(fā)生高強(qiáng)度螺栓在使用過程中的斷裂事故,這與采用電鍍鋅工藝有相當(dāng)關(guān)系)。機(jī)械鍍鋅工藝對(duì)高強(qiáng)度螺栓的鍍覆不產(chǎn)生氫危害,這一功能優(yōu)勢(shì),電鍍鋅是不可比擬的。另外,對(duì)比電鍍鋅,機(jī)械鍍鋅工藝的優(yōu)勢(shì)是:操作簡(jiǎn)單、對(duì)細(xì)小零件的滾鍍更易控制,能耗少、30min時(shí)間就可以完成50μm鍍層厚度的鍍覆。? 與熱浸鍍鋅的對(duì)比優(yōu)勢(shì)? 熱浸鍍鋅工藝的鍍鋅層,是用于鋼鐵件長(zhǎng)期戶外防腐蝕鍍層工藝,這種工藝用在大型鋼鐵件(輸電鐵塔、工程鋼結(jié)構(gòu)等)鍍鋅防腐上,不容質(zhì)疑。但在戶外使用緊固件的熱鍍浸鋅上,國(guó)內(nèi)工藝過程實(shí)施、基本是手工操作,加上熱浸鍍鋅工藝過程的特征,與機(jī)械鍍鋅工藝的特點(diǎn)比較,就呈現(xiàn)出工藝應(yīng)用的差異問題,如:熱浸鍍鋅鍍墊片類、細(xì)小類零件時(shí),零件易粘連,鍍螺紋零件,熔融鋅鍍層會(huì)堵塞螺紋、對(duì)螺母,必須鍍后重新套螺紋扣;煙塵、粉塵、金屬熱蒸汽污染嚴(yán)重,而機(jī)械鍍鋅工藝則不存在這類缺點(diǎn),此外,機(jī)械鍍鋅鍍層表面要比熱浸鍍鋅表面光滑、光亮;對(duì)環(huán)保來講,是具有相當(dāng)可比性的清潔工藝。 從功能上,高溫熔融的熱鍍鋅過程會(huì)對(duì)、高強(qiáng)度緊固件的表面造成回火變軟,如8.8級(jí)高強(qiáng)鋼高速公路護(hù)欄緊固件,采用熱浸鍍鋅時(shí),按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的拉力試驗(yàn),就反映出產(chǎn)品質(zhì)量不合格或不穩(wěn)定性。機(jī)械鍍鋅是室溫條件操作,就不會(huì)對(duì)零件的表面造成回火影響。 機(jī)械鍍鋅鍍層還具有抗大氣酸雨的功能,通過試驗(yàn)對(duì)比,它的抗菌素酸雨能力是熱浸鍍鋅層的3倍,如相同鍍層厚度的機(jī)械鍍鋅零件與熱浸鍍鋅零件在10%~15%的稀硫酸溶液中浸泡,其酸腐蝕露鐵時(shí)間,機(jī)械鍍鋅層比熱浸貿(mào)然鋅層將延遲3倍.這種抗酸雨功能應(yīng)用于大氣酸雨嚴(yán)重的戶外電力鐵塔緊固件將尤為重要。對(duì)比事例說明,要求長(zhǎng)期防腐蝕的戶外應(yīng)用緊固件的鍍鋅防腐,完全可以用機(jī)械鍍鋅替代熱浸鍍鋅。? youjieyinrunwenhua.cn 湖南嘉信緊固件有限公司
10-09
不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)鈍化技術(shù)
不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)鈍化技術(shù) 1、引言 不銹鋼緊固件表面的致密鈍化膜能極大地提高其均勻腐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于建材、交通、汽車、家電等領(lǐng)域。當(dāng)鈍化膜破損并遇到侵蝕性陰離子如CI-時(shí),會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕,容易引發(fā)其他形式的腐蝕,從而影響不銹鋼緊固件或其成品的應(yīng)用。 電化學(xué)鈍化效果好、處理時(shí)間短,是不銹鋼緊固件鈍化的研究課題。在不銹鋼表面作電化學(xué)拋光,同時(shí)形成的致密、均勻鈍化膜的電化學(xué)拋光技術(shù)具有一定的應(yīng)用前景,但目前這種處理技術(shù)大多在實(shí)驗(yàn)室、車間電解槽內(nèi)完成的,已安裝在現(xiàn)場(chǎng)的不銹鋼緊固件或其成品,難以拆下在實(shí)驗(yàn)室或車間做電化學(xué)拋光鈍化,在一定程度上限制了該技術(shù)的應(yīng)用。“電化學(xué)刷鈍化”技術(shù)結(jié)合電化學(xué)拋光原理,將電解液儲(chǔ)存于刷子內(nèi),加上電極及電源后,可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼緊固件或其成品進(jìn)行鈍化。 2、試驗(yàn) 自制電化學(xué)刷鈍化裝置。采用304不銹鋼尺寸為100*40*2(mm)樣品,作為陽極與電源正極相連,(電源為1800W,直流可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓穩(wěn)流電源),用800#水砂紙打磨。電化學(xué)刷鈍化時(shí),將電極刷與電源負(fù)極相連,用供液泵將鈍化液注入到電極刷中,電極刷與不銹鋼表面輕輕接觸,調(diào)節(jié)恒流電源至設(shè)定參數(shù),進(jìn)行鈍化處理。為適用于現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼圓柱形螺釘、螺栓,可將電極刷制成弧面狀。 現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化,鈍化液:15%~20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))濃硫酸,60%~70%濃磷酸,5%~23%甘油,2%~5%添加劑。鈍化參數(shù):電壓3~12V,電流密度0.3A/cm2左右;陰陽極及間距為1cm,時(shí)間5~10min,溫度60~70℃。另用酸洗鈍化膏(主要成分為氫氟酸和硝酸)對(duì)不銹鋼螺釘進(jìn)行鈍化處理,用作對(duì)比研究。 3、結(jié)果 用掃描電鏡觀察電化學(xué)刷鈍化膜的AFM 表面形貌(AFM全稱Atomic Force Microscope,即原子力顯微鏡,它是一種具有原子級(jí)高分辨的新型儀器),酸洗鈍化表面粗糙度平均值Ra=0.15μm,最大值Rmax=1.55μm, 電化學(xué)刷鈍化Ra=0.01μm, Rmax最大值=0.13μm, 電化學(xué)刷鈍化后表面粗糙度明顯降低,表面趨于平整,不利于大氣或介質(zhì)中危險(xiǎn)元素離子(如鹵素離子)的積聚,從而提高了不銹鋼螺釘?shù)哪透g性能。 點(diǎn)蝕電位檢測(cè),未鈍化的304不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能最差,其點(diǎn)蝕電位約為140mV;酸洗鈍化304不銹鋼的點(diǎn)蝕電位性能提高至450 mV;電化學(xué)刷鈍化304不銹鋼的點(diǎn)蝕電位性能最高,達(dá)到570 mV。由此可見,304不銹鋼經(jīng)電化學(xué)刷鈍化后的耐蝕性能優(yōu)于酸洗鈍化的,且不銹鋼緊固件或其成品現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化技術(shù)能大幅提高304不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。 4、結(jié)語 ①現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不銹鋼緊固件或其成品表面實(shí)施電化學(xué)刷鈍化,形成了一層以鉻氧化物為主的富鉻膜,這是其提高不銹鋼耐蝕性能的主要因素。 ②不銹鋼緊固件或其成品表面實(shí)施電化學(xué)刷鈍化膜的微觀表面粗糙度比酸洗鈍化膜的顯著降低,聚積危險(xiǎn)元素離子(如鹵素離子等)的可能性降低?,F(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)刷鈍化比酸洗鈍化更能提高304不銹鋼的點(diǎn)蝕性能。 ?
10-07
熱處理對(duì)提高螺栓疲勞強(qiáng)度的影響
熱處理對(duì)提高螺栓疲勞強(qiáng)度的影響 螺栓的疲勞強(qiáng)度一直以來都是受到重視的問題,有數(shù)據(jù)表明螺栓的失效絕大多數(shù)是由于疲勞破壞引起的,且疲勞破壞時(shí)螺栓幾乎無征兆,因此重大事故很容易在產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)發(fā)生。熱處理能夠優(yōu)化緊固件材料性能,使其疲勞強(qiáng)度提高,針對(duì)高強(qiáng)度螺栓越來越高的使用要求,通過熱處理提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度更顯十分重要。 1、材料疲勞裂紋的萌生 疲勞裂紋最先開始的地方稱為疲勞源,疲勞源對(duì)于螺栓微觀結(jié)構(gòu)組織很敏感,能在很小的尺度下萌生疲勞裂紋,一般在3~5個(gè)晶粒尺寸內(nèi),螺栓表面質(zhì)量問題是主要的疲勞源,大部分的疲勞始于螺栓表面或者亞表面。螺栓材料晶體內(nèi)部存在的大量位錯(cuò)和一些合金元素或雜質(zhì),晶界強(qiáng)度差異,這些因素都有可能導(dǎo)致疲勞裂紋萌生。研究表明,疲勞裂紋易發(fā)位置有:晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞,這些位置都與材料復(fù)雜多變的微觀組織有關(guān)。如果熱處理后能夠改善微觀組織,那么就能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度。 2、脫碳對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 螺栓表面脫碳會(huì)降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性,并顯著降低螺栓疲勞強(qiáng)度。GB/T3098.1標(biāo)準(zhǔn)中就有針對(duì)螺栓性能的脫碳試驗(yàn),并規(guī)定最大脫碳層深度。大量的文獻(xiàn)資料表明,由于不當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞?,使得螺栓表面脫碳和表面質(zhì)量下降,從而使其疲勞強(qiáng)度降低。在分析42CrMoA風(fēng)電機(jī)組高強(qiáng)度螺栓斷裂失效原因時(shí),發(fā)現(xiàn)在頭桿交接處是因?yàn)榇嬖诿撎紝?。Fe3C在高溫下能與O2、H2O、H2發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致螺栓材料內(nèi)部Fe3C的減少,從而增加了螺栓材料的鐵素體相,降低螺栓材料強(qiáng)度,容易引發(fā)微裂紋。在熱處理過程中控制好加熱溫度,同時(shí)必須采用可控氣氛保護(hù)加熱能夠很好地解決這一問題。 3、熱處理對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 在對(duì)螺栓疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析時(shí),發(fā)現(xiàn)提高螺栓的靜載荷承受能力可通過提高硬度來實(shí)現(xiàn),而疲勞強(qiáng)度的提高并不能通過提高硬度的方法。因?yàn)槁菟ㄓ腥笨趹?yīng)力會(huì)引起較大的應(yīng)力集中,對(duì)于沒有應(yīng)力集中的樣品提高硬度是能夠提高其疲勞強(qiáng)度的。 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo),是材料抵抗比它更硬物體壓入的能力,硬度高低也同樣反映了金屬材料的強(qiáng)度、塑性的大小。螺栓表面的應(yīng)力集中會(huì)降低其表面強(qiáng)度,在受到交變的動(dòng)載荷時(shí),在缺口應(yīng)力集中部位不斷發(fā)生微變形和恢復(fù)的過程,且其受到的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無應(yīng)力集中的部位,從而容易導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生。 緊固件通過熱處理調(diào)質(zhì)改善顯微組織,并具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,可以提高螺栓材料的疲勞強(qiáng)度,合理控制晶粒尺寸以保證低溫沖擊功,也能獲得較高的沖擊韌性。合理的熱處理細(xì)化晶粒,縮短晶界距離能阻止疲勞裂紋的產(chǎn)生,在材料內(nèi)部如果存在一定量的晶須或第二項(xiàng)顆粒,這些加入的相便可以在一定程度上阻止駐留滑移帶的滑移,從而阻止了微裂紋的萌生和擴(kuò)展。 4、結(jié)論 疲勞裂紋總是萌生于材料中最薄弱環(huán)節(jié),螺栓因?yàn)楸砻婊虼伪砻娴娜毕萑菀桩a(chǎn)生裂紋,材料內(nèi)部容易產(chǎn)生駐留滑移帶、晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞處,因?yàn)檫@些位置容易導(dǎo)致應(yīng)力集中。 熱處理對(duì)螺栓材料疲勞強(qiáng)度的影響較大,在熱處理過程中,要根據(jù)螺栓性能來具體確定熱處理工藝。初始疲勞裂紋的產(chǎn)生是由于螺栓材料微觀組織缺陷導(dǎo)致應(yīng)力集中引起的。熱處理是一種優(yōu)化緊固件組織的方法,能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞性能,提高產(chǎn)品的壽命。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看能夠節(jié)約資源,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 ?
10-03
彈簧墊圈的防松作用的解析
彈簧墊圈的防松作用的解析 ? 在各類機(jī)械連接件中,螺栓的防松是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。螺栓防松的方式有多種,其中就包括使用彈簧墊圈來防松。 彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后,彈簧墊圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的彈力,使螺母與螺栓的螺紋連接副持續(xù)保持一個(gè)摩擦力,產(chǎn)生阻力矩,防止螺母松動(dòng)。同時(shí)彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面,從而防止螺栓相對(duì)于被連接件回轉(zhuǎn)。對(duì)于商用重型車橋部分,彈簧墊圈的使用比較廣泛,有約50%以上的螺栓采用彈簧墊圈來防松。 以10.9級(jí)M16螺栓為例,車橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級(jí)M16X100螺栓,擰緊力矩為280+20 N?m,使用高精度電動(dòng)擰緊機(jī)擰緊。在有彈簧墊圈和沒有彈簧墊圈兩種狀態(tài)下檢測(cè)螺栓擰緊過程中力矩隨轉(zhuǎn)角的變化。對(duì)比力矩轉(zhuǎn)角曲線,發(fā)現(xiàn)在有彈簧墊圈的情況下,一直有約10 N?m的預(yù)緊力矩;而沒有彈簧墊圈的情況下,螺栓在力矩顯著上升前,力矩處于0 N?m狀態(tài)。 以此推斷用約10 N?m的螺栓預(yù)緊力矩就可以將彈簧墊圈完全壓平。再通過用數(shù)顯扭矩扳手檢測(cè),發(fā)現(xiàn)螺栓扭矩還未達(dá)到20 N?m,彈簧墊圈已經(jīng)完全被壓平,驗(yàn)證了上述推斷的正確性。 分析以上兩點(diǎn)說明,彈簧墊圈只能提供10 N?m的彈力,而10 N?m的彈力對(duì)于280 N?m的螺栓預(yù)緊力矩來說可以忽略,其次,這么小的力,不足以使彈簧墊圈切口處的尖角嵌入螺栓和被連接件表面。折卸后觀察,螺栓和被連接件表面都沒有明顯的嵌痕。所以,彈簧墊圈對(duì)螺栓的防松作用可以忽略。 另外,在螺栓與被連接件之間增加一個(gè)墊圈,如果墊圈質(zhì)量有問題,相當(dāng)于給螺栓連接又增加了一個(gè)安全隱患。 綜上所述,當(dāng)螺栓扭矩較大時(shí)(大于200 N?m),用彈簧墊圈給螺栓防松的方式弊大于利。為此,在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下,預(yù)緊力可能在某一瞬間消失,連接有可能松脫。在提高螺栓連接疲勞強(qiáng)度的前提下,減少疲勞失效的措施之一,多采用螺紋鎖固膠防松技術(shù),在螺紋部位涂防松鎖固膠。就是通過把螺紋鎖固膠填充到螺紋連接副間隙內(nèi),將內(nèi)外螺紋粘接(固化)在一起,以達(dá)到防松要求的一種粘接防松技術(shù)。 目前螺紋鎖固膠粘接防松技術(shù)廣泛應(yīng)用于螺紋連接件,該技術(shù)的應(yīng)用將提升產(chǎn)品的裝配質(zhì)量,可為企業(yè)創(chuàng)造品牌效益。
09-28
酸蝕試驗(yàn)實(shí)踐與GB/T 226-2015新標(biāo)準(zhǔn)解讀
酸蝕試驗(yàn)實(shí)踐與GB/T 226-2015新標(biāo)準(zhǔn)解讀 本文摘自于金蜘蛛 1.問題的提出 酸蝕試驗(yàn)是顯示鋼鐵材料低倍組織及缺陷的檢驗(yàn)方法。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,可以清楚地顯示鋼鐵材料中的裂紋、夾雜、疏松、偏析和氣孔等缺陷,是緊固件企業(yè)鋼材入廠的首道檢驗(yàn),可以避免因材料不合格而進(jìn)行后續(xù)的機(jī)械加工。酸蝕試驗(yàn)對(duì)加工過程進(jìn)行檢驗(yàn),可以顯現(xiàn)缺陷特征,幫助分析查找缺陷產(chǎn)生的原因。 酸蝕試驗(yàn)的原理是根據(jù)酸液對(duì)鋼材浸蝕時(shí),各部分組織耐蝕程度不同,從而顯示不同的組織或缺陷。由低倍組織的分布情況和缺陷的數(shù)量及大小,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定出所檢材料的冶金質(zhì)量或加工質(zhì)量。 各等級(jí)的緊固件品質(zhì)受原材料影響較大。鋼中嚴(yán)重的低倍組織缺陷將導(dǎo)致鋼材熱處理淬火或使用時(shí)開裂。鋼的酸蝕試驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 226《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗(yàn)法》進(jìn)行,低倍組織及缺陷酸蝕檢驗(yàn)的試樣截取、加工,熱酸蝕、冷酸蝕、枝晶腐蝕、電解腐蝕方法及檢驗(yàn)報(bào)告,標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)規(guī)定。 對(duì)10.9級(jí)及以上螺栓用鋼屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的范疇,低倍組織缺陷中心疏松、一般疏松、方形偏析允許≤1.5級(jí);不允許存在白點(diǎn)、縮孔、氣泡、翻皮等缺陷,這些缺陷是造成熱處理產(chǎn)生淬火開裂的重要原因之一。一般情況下,缺陷越嚴(yán)重,其淬火裂紋和使用時(shí)開裂的傾向性越大。因此上述缺陷在原材料進(jìn)廠時(shí)必須嚴(yán)格檢驗(yàn)。 酸蝕試驗(yàn)可用剪、鋸、切割等方法截取試樣,切割時(shí)必須留出足夠的加工余量,以保證去除熱切割產(chǎn)生的熱影響區(qū)及冷切割時(shí)產(chǎn)生的變形應(yīng)力區(qū)。加工后的試樣表面粗糙度Ra≤1.6μm ,冷酸浸蝕法Ra≤0.8μm,試樣表面不得有油污和加工痕跡。必須指出的是,試樣若無特別規(guī)定,均應(yīng)在預(yù)先退火后再作酸浸低倍組織試驗(yàn),硬化狀態(tài)下的試樣在熱酸浸時(shí)會(huì)開裂。 酸浸低倍組織顯示出不允許存在有的缺陷或超過標(biāo)準(zhǔn)允許范圍時(shí),則其他試驗(yàn)可不必進(jìn)行。對(duì)于在生產(chǎn)過程中取樣進(jìn)行低倍組織檢驗(yàn)時(shí),如發(fā)現(xiàn)材料或產(chǎn)品有嚴(yán)重宏觀缺陷時(shí),可停止該批材料的加工與生產(chǎn),避免造成更大的損失。 2. 酸蝕試驗(yàn)實(shí)踐 GB/T 226最先于1973年起草,在1991年進(jìn)行了修訂,此次GB/T 226-2015《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗(yàn)法》修訂的新標(biāo)準(zhǔn),由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2015年9月11日公布,2016年6月1日起正式實(shí)施。在參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4969-1980《鋼 強(qiáng)礦物酸腐蝕下的宏觀檢驗(yàn)(酸浸低倍檢驗(yàn))》的內(nèi)容,同時(shí),是在新標(biāo)準(zhǔn)中引用了ASTM E2014《金相實(shí)驗(yàn)室安全指南》和GB8978《污水綜合排放》標(biāo)準(zhǔn),以期使新標(biāo)準(zhǔn)的最新版本與當(dāng)前國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容協(xié)調(diào)一致,達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。 為此,在不同單位實(shí)驗(yàn)室開展了鋼的3類宏觀組織形態(tài)的腐蝕試驗(yàn),取有代表性的連鑄坯凝固組織試樣,分別在不同單位實(shí)驗(yàn)室開展了不同檢驗(yàn)者、多檢測(cè)方法的比對(duì)檢測(cè)試驗(yàn),多次修改內(nèi)容達(dá)到共識(shí)。 2.1 鋼的熱酸蝕方法試驗(yàn) 選取低、中、高碳鋼、合金鋼、不銹鋼等多種鋼種的鑄態(tài)、軋態(tài)試樣進(jìn)行低倍熱酸浸試驗(yàn),摸索酸液種類、腐蝕參數(shù)(時(shí)間、配比、溫度)對(duì)鋼的腐蝕效果的影響,綜合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)作單位提供的試驗(yàn)結(jié)果及文獻(xiàn)資料提供的技術(shù)要點(diǎn),確定標(biāo)準(zhǔn)中熱酸蝕參數(shù)修訂內(nèi)容。 2.2 鋼的冷酸蝕方法試驗(yàn) 選取低、中、高碳鋼、合金鋼等多種鋼的鑄態(tài)試樣,對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中的冷酸蝕試劑進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn);根據(jù)文獻(xiàn)資料及國(guó)內(nèi)同行業(yè)提供的鋼的冷蝕試劑,結(jié)合鋼廠的生產(chǎn)實(shí)際,考慮用戶使用習(xí)慣,選取普遍可行的常規(guī)試劑進(jìn)行低倍冷酸浸試驗(yàn),摸索酸液種類、腐蝕參數(shù)(時(shí)間、配比、溫度)對(duì)鋼的腐蝕效果的影響,綜合協(xié)作單位提供的試驗(yàn)結(jié)果確定標(biāo)準(zhǔn)中冷酸蝕參數(shù)修訂內(nèi)容。 新標(biāo)準(zhǔn)所增加的枝晶腐蝕法,是鞍山鋼鐵股份有限公司研發(fā)的一種新型檢驗(yàn)方法。該方法是利用專門的枝晶腐蝕液,按選擇性腐蝕的原理,顯示連鑄坯凝固的樹枝晶組織形態(tài)的一種冷酸腐蝕法。為使新標(biāo)準(zhǔn)所增加的枝晶腐蝕方法更具廣泛適用性,選擇了多鋼種、多規(guī)格樣品進(jìn)行了枝晶腐蝕試驗(yàn),系統(tǒng)全面摸索、驗(yàn)證各類鋼種枝晶腐蝕的化學(xué)試劑及其腐蝕試驗(yàn)參數(shù)控制規(guī)律,歸納總結(jié)后形成標(biāo)準(zhǔn)中的“枝晶腐蝕方法”內(nèi)容。 3. 新標(biāo)準(zhǔn)中修訂的技術(shù)內(nèi)容 3.1 范圍 新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼的低倍組織及缺陷的熱、冷酸蝕法(枝晶腐蝕法)及電解腐蝕法。新標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼的低倍組織及缺陷的宏觀檢驗(yàn),并規(guī)定鋼的低倍組織及缺陷的腐蝕試劑、腐蝕方法、腐蝕條件,適用的鋼種以及規(guī)定鋼的宏觀組織形貌的成像方法。 新標(biāo)準(zhǔn)增加了“枝晶腐蝕法”,使新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法更全面、有效地滿足現(xiàn)階段鋼的宏觀檢驗(yàn)需要。 3.2 試樣 3.2.1 試樣截取 由于原標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鑄坯取樣規(guī)定主要側(cè)重模鑄坯,所以此次新修訂根據(jù)連鑄坯生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及連鑄坯質(zhì)量控制水平的要求,修改了鑄坯試樣檢驗(yàn)的截取方法。增加了“在對(duì)應(yīng)連鑄澆鑄工藝參數(shù)(如拉速)穩(wěn)定條件下截取連鑄坯試樣,代表常規(guī)取樣。對(duì)于連鑄板坯可取全截面或半截面橫向試樣,方、圓坯取橫向全截面試樣”的內(nèi)容。 3.2.2 取樣方法 將原“取樣方法”改為“試樣加工”,試樣檢驗(yàn)面距火焰切割面參考尺寸由“不小于40mm”改為“不小于25mm”,增加了枝晶腐蝕法和電解腐蝕法對(duì)加工后試樣檢驗(yàn)面表面粗糙度的要求。增加了“枝晶腐蝕:機(jī)加工磨光Ra≤0.1μm;磨光后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光或手動(dòng)拋光,達(dá)到 Ra≤0.025μm”的內(nèi)容。 3.3.3 試樣尺寸 由于在實(shí)際檢驗(yàn)中試樣厚度一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件而定的,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響,試樣厚度由“一般20 mm”改為“一般20~30 mm”,增加了“其他類型試樣尺寸可按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行”。 3.3 試驗(yàn)方法 3.3.1 熱酸浸蝕法 在試樣腐蝕效果處理上增加了“如果發(fā)生欠腐蝕,則再繼續(xù)進(jìn)行腐蝕”內(nèi)容,對(duì)發(fā)生過腐蝕情況,原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定除去1mm,一般不能保證完全消除過腐蝕痕跡。因此,對(duì)試面的重新加工量修改為:“除去2mm 以上再進(jìn)行重新腐蝕”。 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅鋼、雙相不銹鋼、耐熱鋼的腐蝕時(shí)間進(jìn)行了修改,增加了10~20 min,因?yàn)楦鶕?jù)多年來的實(shí)際檢驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn),原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熱酸蝕時(shí)間不足,特別對(duì)大試樣、合金元素含量高的試樣更需要延長(zhǎng)時(shí)間,因此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的時(shí)間范圍應(yīng)加寬,以利于各種試樣檢驗(yàn)參照。 對(duì)熱酸蝕溫度進(jìn)行了修改:原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定酸液的溫度為60~80℃,實(shí)際操作中酸液溫度在60~70℃時(shí),腐蝕反應(yīng)及其緩慢,腐蝕效果不好,效率低,因此新修訂為70~90℃,實(shí)際檢驗(yàn)操作時(shí),在這個(gè)溫度范圍時(shí),酸液對(duì)試樣表面的腐蝕強(qiáng)度、速度適中,腐蝕時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相匹配。 3.3.2 冷酸浸蝕法 對(duì)冷酸蝕試劑,在進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上,原則上保留了原標(biāo)準(zhǔn)中切實(shí)好用的試劑,但對(duì)腐蝕性較大,對(duì)操作者難以控制的試劑在征求多個(gè)實(shí)驗(yàn)廠家意見基礎(chǔ)上作了刪除;對(duì)直接采用幾種強(qiáng)酸配制的腐蝕性強(qiáng),對(duì)操作者刺激性較大的試劑也不采用。如改進(jìn)了第8 號(hào)試劑,“鹽酸50 mL,硝酸25 mL,水25mL”適用于合金鋼,增加第11 號(hào)試劑,“鹽酸10mL,酒精100mL,苦味酸1g”適用于不銹鋼和高鉻合金鋼。 在對(duì)冷酸蝕試劑的使用說明中增加了“對(duì)特殊產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn),采用標(biāo)準(zhǔn)中的哪種腐蝕劑可根據(jù)腐蝕效果由供需雙方協(xié)商而定”的補(bǔ)充內(nèi)容。增加的枝晶腐蝕內(nèi)容主要包括枝晶腐蝕方法,腐蝕試劑種類和適用的鋼種,其中所推薦的腐蝕試劑是由多家試驗(yàn)室聯(lián)合試驗(yàn)證明使用效果良好的試劑。對(duì)“電解腐蝕法”這一節(jié),新標(biāo)準(zhǔn)未作修改。 4. 其他 4.1 試驗(yàn)室環(huán)境及操作安全 新標(biāo)準(zhǔn)修訂后增加“試驗(yàn)室環(huán)境及操作安全”一章,對(duì)試驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及檢驗(yàn)的基本安全操作,按照ASTM E2014-2011《金相實(shí)驗(yàn)室安全指南》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。若現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“金相實(shí)驗(yàn)室安全指南”出臺(tái),相關(guān)安全內(nèi)容將有所依據(jù),所采用的ASTM E2014-2011 內(nèi)容一并取消。 新標(biāo)準(zhǔn)明確了腐蝕試驗(yàn)后的殘余廢酸,按照GB8978-1996《污水綜合排放》標(biāo)準(zhǔn)中第4.2.1.2 第二類污染物排放規(guī)定處理。鋼的酸蝕實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢酸直接排放地下對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,該問題在原標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過程中突出表現(xiàn)出來,已經(jīng)引起政府相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)的重視。將GB8978引入新標(biāo)準(zhǔn)中,解決廢酸排放的污染問題,也符合節(jié)能環(huán)保的基本國(guó)策。 4.2 檢驗(yàn)結(jié)果 由于新標(biāo)準(zhǔn)只涉及鋼的低倍組織和缺陷形貌的腐蝕方法,而評(píng)級(jí)方法另有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,新標(biāo)準(zhǔn)不涉及有關(guān)評(píng)級(jí)的內(nèi)容。因此新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)“結(jié)果評(píng)定”修改為“檢驗(yàn)結(jié)果”??紤]到金相組織宏觀成像技術(shù)的發(fā)展,增加了“由熱酸浸蝕法、冷酸浸蝕法、電解腐蝕法顯示出的鋼的低倍組織和缺陷形貌可采用照相或掃描成像的方法獲得;由枝晶腐蝕法顯示出的鋼的枝晶組織和缺陷形貌可采用分辨率參數(shù)大于1000dpi 的掃描成像方法獲得”的內(nèi)容。刪除了“鋼的低倍組織和缺陷的評(píng)定,按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或雙方協(xié)議的技術(shù)條件進(jìn)行”的內(nèi)容。同時(shí)刪除了原標(biāo)準(zhǔn)中第 5 條“試樣的保存”內(nèi)容。 還將“檢驗(yàn)結(jié)果的缺陷類型和級(jí)別”,修改為“根據(jù)用戶需要可以提供鋼的低倍凝固組織和缺陷形態(tài)圖”。
08-05
不銹鋼緊固件耐蝕性能的影響因素
不銹鋼緊固件耐蝕性能的影響因素 不銹鋼一般在大氣中是“不生銹的”,所謂的不銹是一個(gè)相對(duì)的概念,其耐蝕性是有條件的,在一定條件下,不銹鋼也會(huì)發(fā)生腐蝕。目前還沒有在任何腐蝕環(huán)境中均有不銹性、耐蝕性的不銹鋼。不銹鋼緊固件易發(fā)生的比較嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕;這其中主要包括應(yīng)力腐蝕開裂、點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕及疲勞腐蝕等。 1、環(huán)境介質(zhì)的影響 一定腐蝕類型通常是在一些特定環(huán)境條件下發(fā)生,點(diǎn)蝕易發(fā)生于有特殊離子的介質(zhì);縫隙腐蝕可能發(fā)生于溶液停滯的縫隙中或?qū)伪蔚谋砻鎯?nèi),金屬或金屬與非金屬的結(jié)合處,與鉚釘、螺栓、墊圈、閥座、松動(dòng)的表面沉積物以及海生物相接觸處;應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生的必要條件是有拉應(yīng)力(不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力,或二者兼而有之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在等等。 環(huán)境影響不銹鋼緊固件的耐蝕性能,以點(diǎn)蝕為例,環(huán)境介質(zhì)的組成、濃度、壓力、溫度、PH值等對(duì)不銹鋼緊固件的耐蝕性能都有影響。不銹鋼易在含鹵族元素陰離子CI-、Br-、I-的介質(zhì)中發(fā)生點(diǎn)蝕。一般認(rèn)為只有當(dāng)鹵族元素達(dá)到一定濃度時(shí)才能發(fā)生點(diǎn)蝕,不銹鋼緊固件的點(diǎn)蝕電位與鹵族元素濃度等關(guān)系,介質(zhì)中如存在OH-、SO42-等陰離子,會(huì)對(duì)不銹鋼緊固件的點(diǎn)蝕起緩蝕作用,效果按下列而遞減;OH->NO3->AC->SO42->CIO4-。同時(shí)介質(zhì)中的溫度、PH值、流速都影響不銹鋼緊固件的點(diǎn)蝕;溫度升高,不銹鋼緊固件的點(diǎn)蝕電位降低,更易發(fā)生點(diǎn)蝕;PH>10使點(diǎn)蝕電位上升,小于10時(shí)影響很小,一般介質(zhì)流速增大,點(diǎn)蝕傾向降低。對(duì)不銹鋼緊固件而言,有利減少點(diǎn)蝕的流速為1m/s左右,若流速過大,則將發(fā)生沖刷腐蝕。 2、化學(xué)成分的影響 不銹鋼緊固件之所以在某些環(huán)境中耐蝕,是與其鈍化性能有關(guān)的。鋼處于鈍化狀態(tài)時(shí),在表面能形成致密的氧化膜,使腐蝕過程受到阻滯,腐蝕暫時(shí)停止。 鉻是不銹鋼中最基本的元素,同時(shí)也是提高鋼的鈍化膜穩(wěn)定性的必要元素。當(dāng)含鉻量達(dá)到12%時(shí),合金可達(dá)完全自鈍化的能力。合金的自鈍化能力在一定程度上決定著不銹鋼的耐蝕性能,因此,奧氏體不銹鋼中的含鉻量不能少于12%,現(xiàn)在市場(chǎng)較多SUS304的含鉻量均少于12%。 鎳是提高鋼的耐蝕性的元素,在非氧化性的硫酸中更為顯著。鎳加入鉻不銹鋼中,能提高其在硫酸、醋酸、草酸及中性鹽(特別是硫酸鹽)中的耐蝕性。 錳也能提高鉻不銹鋼在有機(jī)酸如醋酸、甲酸和乙醇酸中的耐蝕性,且比鎳更有效。 鉬能提高不銹鋼鈍化能力,擴(kuò)大其鈍化介質(zhì)范圍,如在熱硫酸、稀鹽酸、磷酸和有機(jī)酸中的使用。含鉬的不銹鋼中可形成含鉬的鈍化膜,在許多強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中具有很高的穩(wěn)定性,它還能防止氯離子對(duì)膜的破壞。 硅能提高鋼在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中的耐蝕性。不銹鋼中一般加入2%-4%的硅,可提高其在上述介質(zhì)中的耐蝕性。 3、組織結(jié)構(gòu)的影響 不銹鋼按GB/T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》標(biāo)準(zhǔn)中的牌號(hào)有143個(gè)。鐵素體不銹鋼有18個(gè)牌號(hào);馬氏體不銹鋼有38個(gè)牌號(hào);奧氏體不銹鋼有66個(gè)牌號(hào);沉淀硬化不銹鋼有10個(gè)牌號(hào);以及奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼有11個(gè)牌號(hào)。一般而言,在鉻含量相當(dāng)?shù)牟讳P鋼中,奧氏體不銹鋼的耐蝕性最好,鐵素體不銹鋼次之,馬氏體不銹鋼較差。 3.1 奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼在許多介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐全面腐蝕性能,但對(duì)晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕最敏感。 晶間腐蝕產(chǎn)生的一個(gè)重要因素就是材料本身的組織結(jié)構(gòu),即金屬或合金本身晶粒與晶界化學(xué)成分差異,晶界結(jié)構(gòu)、元素的固溶特點(diǎn),沉淀析出過程、固溶擴(kuò)散等金屬學(xué)問題,導(dǎo)致電化學(xué)不均勻性,使金屬具有晶間腐蝕傾向。 3.2 鐵素體不銹鋼 鐵素體不銹鋼也有晶間腐蝕傾向,但與含碳、鉻-鎳奧氏體不銹鋼相比,一般普通鈍度的鐵素體不銹鋼更易遭受敏化,從而具有更高的晶間腐蝕傾向。鐵素體不銹鋼在氯化物介質(zhì)中具有良好的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能,比奧氏體不銹鋼強(qiáng)得多,但也非絕對(duì)不產(chǎn)生,裂紋常源于晶間腐蝕和點(diǎn)蝕。 3.3 奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼 奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼兼有奧氏體鋼和鐵素體鋼的特征,一般來說,雙相不銹鋼的耐蝕性能大體同含鉻鉬相當(dāng)?shù)母咩t鐵素體不銹鋼或鉻鎳奧氏體不銹鋼相近,并受組織結(jié)構(gòu)相比例影響,但與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼具有更高的耐晶間腐蝕性能和耐應(yīng)力腐蝕開裂性能。 3.4 馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼的耐蝕性較奧氏體、鐵素體不銹鋼都要差,其主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過熱處理強(qiáng)化,適用于對(duì)強(qiáng)度、硬度、耐磨性等要求較高并兼有一定耐蝕性的緊固件。 3.5 沉淀硬化不銹鋼 沉淀硬化不銹鋼兼具有強(qiáng)度高、耐蝕性好的特點(diǎn),其耐蝕性不但與成分有關(guān),且與熱處理密切相關(guān)。微細(xì)相的析出、時(shí)效反應(yīng)對(duì)耐蝕性能都是有害的。這類不銹鋼的高強(qiáng)度特點(diǎn),使用時(shí)也可能發(fā)生氫脆或應(yīng)力腐蝕。這是必須注意的。 總之,不銹鋼緊固件中的各種組織結(jié)構(gòu)、相及化學(xué)成分含量,如硫化物、δ-鐵素體相、σ-相、αˊ-相、沉淀硬化不銹鋼中的析出相,敏化的晶界及焊縫都可能對(duì)不銹鋼緊固件的抗點(diǎn)蝕性能有影響。
07-30
碳素結(jié)構(gòu)鋼中磷偏析的形成開裂淺析
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02-21
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2019
08-23
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