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高温是如何影响紧固件的?

发表时间:2020-4-1 9:31:55  作者:三圆  来源:三圆  浏览量:15660

高温环境在紧固件应用中非常常见,它对紧固件的选择提出了额外的要求,此时需要格外注意紧固件的类型,因为高温会对紧固件的使用寿命以及连接处的疲劳强度产生重要的影响。

高温如何影响紧固件

大多数常规紧固件当暴露在高温下时,其面临的最大挑战之一就是氧化问题。大多数人都会认为,此时主要面对的问题是紧固件的熔化,但是当温度在1000华氏度(537℃)或更低的时候,除了较软的金属以外,大多数金属是不会熔化的。

另外一个可能遇到的问题就是紧固件在高温下的快速膨胀。这会导致安装孔径的增大,而当冷却后,随着紧固件沿径向的收缩,会使紧固件与孔之间的结合变得松散。这种“间隙配合”的孔,在高振动情况下非常容易发生失效。

高温下可以信赖的不同合金

为了在高温环境下使用紧固件连接,通常只能选择合金材料,因为你可以组合多种金属的优点,这样可以使制成的紧固件更耐高温和抗氧化,常见的高温应用合金包括:

A286:这是铁、镍、铬的合金。它具有出色的机械性能,并且非常耐氧化和耐高温。它唯一的缺点是以上这些优点只能在1200华氏度(650℃)以下才适用。超过该临界温度,金属很可能已经开始氧化,而当暴露于更高的温度下时,它最终会熔化。

镍基合金:镍是一种多用途元素,很容易与许多其它金属形成合金,比如铬、铁、钼和铜,因此实际应用中有很多种镍合金,这些合金都表现出出色的耐腐蚀和高温腐蚀性能。但要注意,镍基合金的应用临界温度大约是1600华氏度(870℃)。有些时候,我们可能会面对更高的应用温度,这时可能就需要考虑使用高合金含量的钼、钨等合金,有些钨合金在超过3000华氏度(1650℃)情况下仍然具有保持其机械性能的作用。

其它需要注意的问题

在应用温度急剧变化的情况下,除了紧固件自身强度的流失以外,最重要的恐怕就是表面的镀层或涂层。例如,一个普通的表面镀镉处理的螺栓,超过450华氏度时(230℃),镀层就开始熔化了。对于更高温度环境,表面处理需要适当提高镍含量以有效应对高温下的腐蚀,同时还要注意降低螺纹的磨损和擦伤问题。在900华氏度以上到1400华氏度这个区间(480-760℃),镀银是最好的选择。最后,有必要提一句陶瓷材料,虽然可以获得更高的耐热性,比如氧化铝陶瓷,但是它的缺点是不够坚固,容易破裂。因此这类材料非常适合在不太可能受到冲击的环境中使用。

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