Изучение распространенных материалов для крепежных элементов.
Большинство крепежных материалов — сталь. Специалисту, работающему в крепежной отрасли, необходимо понимать различия, особенности и области применения. Понимание различных типов материалов, используемых для крепежа, имеет решающее значение для выбора подходящего материала для конкретного применения. Ниже представлен обзор распространенных материалов для крепежа, их состава и типичных областей применения:
I. Углеродистая сталь
КомпозицияУглеродистая сталь состоит преимущественно из железа с небольшим количеством углерода (обычно менее 1,7%), а иногда и других элементов, таких как марганец, кремний или сера.
ОценкиНизкоуглеродистая (мягкая) сталь, среднеуглеродистая сталь, высокоуглеродистая сталь.
♦ Низкоуглеродистая сталь, также известная как мягкая сталь, имеет содержание углерода от 0,10% до 0,30%. Низкоуглеродистая сталь легко поддается различным видам обработки, таким как ковка, сварка и резка, и часто используется для изготовления цепей, заклепок, болтов, валов и т. д. Она включает в себя большинство обычных углеродистых конструкционных сталей и некоторые высококачественные углеродистые конструкционные стали. Большинство из них используются для конструкционных деталей без термообработки, а некоторые — для механических деталей, требующих износостойкости после карбонизации и других термических обработок.
♦ Среднеуглеродистая сталь — это углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,25% до 0,60%. Помимо углерода, она может также содержать небольшое количество марганца (от 0,70% до 1,20%). По качеству продукции она делится на обычную углеродистую конструкционную сталь и высококачественную углеродистую конструкционную сталь. Она обладает хорошими характеристиками горячей обработки и резки, но плохими сварочными свойствами. Прочность и твердость у неё выше, чем у низкоуглеродистой стали, а пластичность и ударная вязкость ниже. Среднеуглеродистая сталь обладает хорошими комплексными механическими свойствами после закалки и отпуска. Поэтому она наиболее широко используется в различных областях применения со средним уровнем прочности. Помимо использования в качестве строительного материала, она также широко применяется в производстве различных механических деталей.
♦ Высокоуглеродистая сталь, часто называемая инструментальной сталью, имеет содержание углерода от 0,60% до 1,70% и может быть закалена и отпущена.
Основные области применения и использованияОбычно используется для крепежных элементов общего назначения, таких как: болтыорехи, винтыи шпильки. Они обладают хорошей прочностью и экономичны. Для повышения коррозионной стойкости можно применять такие виды обработки поверхности, как цинкование.
II. Нержавеющая сталь
Композиция: Сплав железа, хрома (содержание хрома от 12% до 30%) и других элементов, таких как никель, молибден и азот. Высокое содержание хрома обеспечивает превосходную коррозионную стойкость.
Хром — основной элемент, обеспечивающий коррозионную стойкость нержавеющей стали. Когда содержание хрома в стали достигает примерно 1,2%, хром реагирует с кислородом в коррозионной среде, образуя на поверхности стали очень тонкую оксидную пленку (самопассивирующую пленку), которая предотвращает дальнейшую коррозию стальной матрицы. Помимо хрома, в качестве легирующих элементов обычно используются никель, молибден, титан, ниобий, медь, азот и др., что позволяет удовлетворить требованиям к структуре и характеристикам нержавеющей стали для различных областей применения.
Типы: Аустенитные (например, 201, 304, 316), мартенситные (например, 410, 420), ферритные (например, 430, 446).
Основные области применения и использованияИспользуется в средах, где критически важна коррозионная стойкость, например, в морской, химической и пищевой промышленности. Также подходит для применения при высоких температурах.
Нержавеющая сталь не подвержена коррозии, образованию точечных повреждений, ржавчине и износу. Кроме того, нержавеющая сталь является одним из самых прочных материалов среди металлов, используемых в строительстве. Благодаря хорошей коррозионной стойкости нержавеющая сталь позволяет навсегда сохранить целостность инженерной конструкции конструктивных элементов. Хромсодержащая нержавеющая сталь также сочетает в себе механическую прочность и высокую пластичность, что облегчает её обработку и изготовление компонентов.
III. Легированная сталь
КомпозицияСодержит более высокий процент легирующих элементов (например, хрома, никеля, молибдена, ванадия) по сравнению с углеродистой сталью, что улучшает такие свойства, как прочность, твердость и ударная вязкость.
Если содержание хрома в легированной стали достигает примерно 12%, на поверхности стали образуется плотный оксид хрома, что приводит к резкому изменению коррозионной стойкости стали в окислительной среде и значительному ее улучшению. Такие элементы, как хром, алюминий и кремний, могут улучшить стойкость к окислению и коррозионную стойкость стали к высокотемпературным газам, но избыток алюминия и кремния ухудшает термопластичность стали. Никель в основном используется для формирования и стабилизации аустенитной структуры, благодаря чему сталь может обладать хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью и технологическими характеристиками. Молибден может быстро пассивировать кислотостойкую нержавеющую сталь и улучшить ее коррозионную стойкость к растворам, содержащим хлорид-ионы, и другим неокисляющим средам.
ОценкиВ зависимости от содержания легирующих элементов сталь подразделяется на низколегированную (содержание 10%).
Основные области применения и использованияИспользуется в высокопрочных крепежных элементах для автомобильной, аэрокосмической и тяжелой техники, где требуется повышенная прочность на растяжение и износостойкость.
IV. Медь
КомпозицияЧистая медь или сплавы с небольшим количеством других металлов, таких как олово (бронза) или цинк (латунь).
Медь, металл с пурпурно-красным блеском, имеет плотность 8,92 г/см³. Температура плавления 1083,4±0,2℃, температура кипения 2567℃. Медь — один из древнейших металлов, открытых человеком, и один из лучших чистых металлов. Она слегка твердая, чрезвычайно прочная и износостойкая. Также обладает хорошей пластичностью. Имеет хорошую тепло- и электропроводность. Медь и некоторые её сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью и очень стабильны в сухом воздухе. Но во влажном воздухе на её поверхности может образовываться слой зелёного основного карбоната меди, называемый вердигрисом. Растворима в азотной кислоте и горячей концентрированной серной кислоте, слабо растворима в соляной кислоте. Легко подвергается коррозии под действием щелочей.
Основные области применения и использованияИзвестны своей превосходной электропроводностью и коррозионной стойкостью. Крепежные элементы из меди и латуни часто используются в электрических соединениях и в морских приложениях.
V. Алюминий
КомпозицияЧистый алюминий или алюминиевые сплавы, которые могут включать такие элементы, как медь, магний, кремний или цинк.
Алюминий — это серебристо-белый блестящий металл с плотностью 2,702 г/см³, температурой плавления 660,37 ℃ и температурой кипения 2467 ℃. Он обладает хорошей теплопроводностью, электропроводностью и пластичностью. Алюминий называют активным металлическим элементом, но на его поверхности на воздухе образуется плотная оксидная пленка, препятствующая дальнейшему взаимодействию с кислородом и водой. При высоких температурах он может реагировать с кислородом, выделяя большое количество тепла. Принцип термитной реакции может применяться в производстве, например, при сварке стальных рельсов, выплавке тугоплавких металлов и изготовлении традиционной пиротехники.
Основные области применения и использованияБлагодаря своей легкости и устойчивости к коррозии, они идеально подходят для аэрокосмической, автомобильной и морской отраслей. Алюминиевые крепежные элементы также используются в строительстве и электронике благодаря своему малому весу и немагнитным свойствам.
Стандарты
• ISO(Международная организация по стандартизации): Предоставляет международные стандарты, применяемые во всем мире.
• Великобритания(Гуобяо, Китайский национальный стандарт): Китайские национальные стандарты.
• ОТ(Немецкий институт стандартизации): немецкие стандарты, широко признанные на международном уровне.
• AISI/SAE(Американский институт железа и стали / Общество автомобильных инженеров): Американские стандарты, особенно в отношении сталей.
• ОН (Японские промышленные стандарты): Японские стандарты, часто используемые в странах Азии.
Каждый материал имеет свои преимущества и выбирается в зависимости от конкретных требований применения, таких как прочность, коррозионная стойкость, температурный режим и стоимость. Важно выбрать подходящий материал и марку, чтобы обеспечить надежную работу крепежного элемента в предполагаемых условиях эксплуатации.
Наш сайт: https://www.fastoscrews.com/
Электронная почта: info@fasto.cn