PEM Vite Manufacturers

Come cambiano le prestazioni delle viti a diverse temperature?

Le variazioni prestazionali delle viti a diverse temperature sono influenzate principalmente dalle proprietà dei materiali e dall'intervallo di temperatura. Ecco alcuni punti chiave sui cambiamenti delle prestazioni delle viti a diverse temperature:

Proprietà a bassa temperatura: le viti possono diventare fragili in ambienti a bassa temperatura, con conseguente riduzione della resistenza agli urti e della plasticità. Ad esempio, le prestazioni degli acciai al carbonio e legati vengono influenzate a temperature inferiori a -50°C.
Prestazioni alle alte temperature: all'aumentare della temperatura, la resistenza delle viti generalmente diminuisce. Questo perché i materiali metallici sono inclini allo scorrimento viscoso e al rilassamento delle sollecitazioni alle alte temperature, con conseguente diminuzione della forza di precarico.
Effetto del trattamento termico: Per alta resistenza viti , come i bulloni in acciaio ad alta resistenza 42CrMo, la regolazione dei parametri del processo di trattamento termico (come il potenziale di carbonio, la concentrazione dell'agente di tempra idrosolubile durante la tempra e il raffreddamento e la temperatura di rinvenimento) può migliorare le sue prestazioni complessive in un ambiente di utilizzo specifico.
Effetto placcatura: il rivestimento di una vite può anche influenzarne le prestazioni a diverse temperature. Ad esempio, le viti zincate hanno prestazioni migliori al di sotto dei 230°C, mentre le viti nichelate possono essere utilizzate a temperature più elevate, con un limite superiore di circa 590°C.
Viti in acciaio inossidabile: a causa della composizione della lega, le viti in acciaio inossidabile generalmente hanno un intervallo di temperature operative più ampio, approssimativamente tra -120°C e 320°C.
Materiali speciali: per applicazioni a temperature più elevate, possono essere necessari materiali in leghe speciali, come Inconel e superleghe a base di nichel, che possono mantenere le prestazioni a temperature più elevate.
Grado di prestazione: il grado di prestazione del bullone, come 8.8, 10.9, ecc., indica anche la sua prestazione a diverse temperature. Un grado di prestazione più elevato generalmente significa che la vite può resistere a temperature di esercizio più elevate.
Coefficiente di dilatazione termica: i cambiamenti di temperatura possono anche causare differenze nel coefficiente di dilatazione termica tra viti e connessioni, che possono influenzare la forza di serraggio e la stabilità della connessione.
Resistenza al fuoco: nella costruzione di strutture in acciaio, anche la resistenza al fuoco dei bulloni in acciaio inossidabile è una considerazione importante e le sue proprietà meccaniche alle alte temperature sono cruciali per la sicurezza della struttura.

Quando si progettano e si selezionano le viti, è necessario considerare l'intervallo di temperatura dell'ambiente di lavoro per garantire che le viti possano funzionare correttamente a quella temperatura e mantenere le proprietà meccaniche richieste. Il superamento dell'intervallo di temperatura operativa della vite può causare guasti alla connessione o altri problemi di sicurezza.

Perché le viti subiscono un rilassamento delle sollecitazioni alle alte temperature?

Il motivo per cui le viti subiscono un rilassamento delle sollecitazioni ad alte temperature è legato alle proprietà fisiche e al comportamento termomeccanico del materiale. Di seguito sono riportati diversi fattori chiave che causano il rilassamento delle sollecitazioni nelle viti ad alte temperature:

Effetto creep: in un ambiente ad alta temperatura, anche sotto l'azione di uno stress prolungato al di sotto del limite di snervamento, il metallo subirà una lenta deformazione plastica. Questo fenomeno è chiamato creep. Lo scorrimento fa sì che il materiale della vite si allunghi meno, riducendo così la forza di precarico.
Dipendenza dal tempo: il rilassamento dello stress è un fenomeno dipendente dal tempo in cui lo stress nella vite diminuisce gradualmente nel tempo, anche sotto stress costante.
Effetto della temperatura: il tasso di rilassamento dello stress del metallo aumenta con la temperatura. A temperature elevate, la mobilità atomica aumenta, rendendo più probabile il verificarsi del movimento di dislocazione, con conseguente rilassamento accelerato dello stress.
Processo di attivazione termica: l'alta temperatura fornisce l'energia termica necessaria, consentendo alle dislocazioni nel metallo di attraversare gli ostacoli, promuovendo la deformazione plastica e portando così al rilassamento dello stress.
Ossidazione e corrosione: ad alte temperature, i processi di ossidazione e corrosione possono anche avere un impatto negativo sulle prestazioni delle viti, con conseguente riduzione della resistenza e della rigidità del materiale.
Processo di trattamento termico: Il processo di trattamento termico di viti ha un impatto significativo sulle loro prestazioni alle alte temperature. Un trattamento termico adeguato può migliorare la resistenza allo stress-rilassamento delle viti, ma ciò può anche comportare un aumento dei costi.
Composizione della lega del materiale: la composizione della lega del materiale di una vite è fondamentale per le sue prestazioni alle alte temperature. Alcuni elementi di lega possono migliorare la resistenza al rilassamento da stress ma possono aumentare il costo del materiale.
Raccomandazioni sullo standard ISO: lo standard ISO 898-1 afferma che nelle applicazioni tra 150°C e 300°C, si consiglia agli utenti di consultare un esperto metallurgista di elementi di fissaggio per selezionare materiali e design appropriati dei bulloni.
Leghe ad alta temperatura e acciai inossidabili: per applicazioni ad alta temperatura, vengono spesso utilizzati leghe specializzate per alte temperature e materiali in acciaio inossidabile, progettati per mantenere le loro proprietà meccaniche ad alte temperature.
Rilassamento dello stress e temperatura operativa: l'entità del rilassamento dello stress dipende non solo dalla temperatura operativa, ma anche dal tempo di funzionamento alla temperatura. Nel corso del tempo, lo stress e il precarico diminuiranno, causando probabilmente un errore di connessione.

Comprendere questi fattori può aiutarti a considerare l'impatto degli ambienti operativi ad alta temperatura sulle loro prestazioni durante la progettazione e la selezione delle viti per garantire l'affidabilità e la sicurezza delle connessioni.