Главная
Крепежные изделия (болты, гайки, шайбы, шпильки) являются неотъемлемой частью любой конструкции, но в ответственных узлах, подвергающихся высоким нагрузкам, требуются специальные изделия – высокопрочные крепежи. Они обеспечивают надежность соединений в условиях, где стандартный крепеж не справится с нагрузкой.
1. Назначение высокопрочных крепежных изделий:
Высокопрочный крепеж используется там, где необходимо обеспечить максимальную надежность соединения при минимальном риске разрушения элемента или потери натяжения.
Высокие механические нагрузки: Применяются в конструкциях, подверженных сильным вибрациям, динамическим нагрузкам, растяжению и сжатию (например, мостовые пролеты, подъемные краны, тяжелая спецтехника, горнодобывающее оборудование).
Термические и коррозионные нагрузки: В агрессивных средах, при высоких или низких температурах (например, в химической промышленности, нефтегазовой отрасли, энергетике) используются специальные высокопрочные и жаропрочные сплавы.
Обеспечение предварительного натяжения: В критически важных узлах (например, в соединениях предварительно напряженных железобетонных конструкций) высокопрочные болты затягиваются с предписанным моментом, создавая необходимое натяжение, которое сохраняется на протяжении всего срока службы конструкции.
Повышенная безопасность: В авиации, космической технике и строительстве мостов отказ крепежа недопустим, поэтому применяется только высокопрочный сертифицированный крепеж.
2. Классификация по классу прочности:
Прочность крепежных изделий стандартизирована. Она обозначается классом прочности, который состоит из двух чисел, разделенных точкой (например, 8.8, 10.9, 12.9).
Первое число (предел текучести): Указывает на минимальное напряжение, которое материал выдерживает без остаточной деформации (предел текучести).
Второе число (предел прочности): Указывает на максимальное напряжение, которое выдерживается до разрушения.
Пример (Класс 10.9):
Предел текучести
МПа.
Предел прочности
МПа.
Наиболее распространенные классы высокопрочного крепежа – 10.9 и 12.9, изготовленные из легированных сталей.
3. Технология производства высокопрочного крепежа:
Производство высокопрочного крепежа – это многоступенчатый процесс, требующий точного контроля параметров на каждом этапе.
А. Выбор материала: Используются высококачественные легированные стали (например, легированные стали с хромом, молибденом, никелем), обладающие высокой прочностью и хорошей свариваемостью/обрабатываемостью.
Б. Формование заготовки:
Холодная штамповка: Основной метод для массового производства болтов и гаек. Металл подвергается пластической деформации при комнатной температуре. Этот процесс увеличивает прочность материала за счет наклепа, что делает крепеж более прочным, чем при горячей штамповке.
Горячая штамповка (реже): Используется для крупных изделий или тех, где требуется изменение крупной геометрии.
В. Механическая обработка и накатка резьбы: После штамповки детали проходят токарную обработку для придания точных размеров. Резьба часто накатывается (а не нарезается), что также упрочняет стержень в зоне резьбы, увеличивая его усталостную прочность.
Г. Термическая обработка (Ключевой этап): Для достижения заявленного класса прочности необходима точная термообработка, которая включает два основных процесса:
Закалка: Нагрев до критической температуры с последующим быстрым охлаждением (в масле или воде) для придания металлу максимальной твердости.
Отпуск: Нагрев до более низкой температуры с последующим медленным охлаждением. Отпуск снимает внутренние напряжения, возникшие при закалке, и позволяет металлу приобрести необходимый баланс между твердостью и пластичностью, соответствующий заявленному классу прочности (например, 10.9 или 12.9).
Д. Финишная обработка и защита:
Контроль качества: Проводится неразрушающий контроль (например, ультразвуковой) и испытания на механические свойства (разрушающие тесты на растяжение и твердость).
Покрытие: Для защиты от коррозии наносится цинковое, кадмиевое покрытие или другие защитные составы.
4. Специфика высокопрочных гаек:
Высокопрочные гайки (например, класса 10 или 12) должны иметь соизмеримую с болтом прочность. Они часто изготавливаются из более качественных сталей и подвергаются более жесткой термообработке, чтобы избежать среза резьбы при затяжке.
Заключение:
Высокопрочные крепежные изделия – это критически важные компоненты, обеспечивающие безопасность и надежность несущих конструкций. Их производство – это сложный технологический процесс, основанный на точном контроле состава сплавов и многоэтапной термообработке. Правильное применение крепежа класса 10.9 и 12.9 в соответствии с проектной документацией является залогом долговечности и устойчивости сооружений.
