เมื่อใดจึงควรใช้สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนสูงแทนสลักเกลียวคาร์บอนต่ำ

ภาพรวม: วัตถุประสงค์ของการเลือกปริมาณคาร์บอนที่เหมาะสม

การเลือกระหว่างสูง- สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอน และสลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำคือการตัดสินใจที่ขับเคลื่อนโดยความต้องการทางกล ความต้องการในการผลิต การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม และต้นทุน ปริมาณคาร์บอนมีอิทธิพลอย่างมากต่อความต้านทานแรงดึง ความแข็ง ความเหนียว ความสามารถในการเชื่อม และวิธีที่โบลต์ตอบสนองต่อการบำบัดความร้อน บทความนี้จะให้หลักเกณฑ์ในทางปฏิบัติ ตัวอย่างการใช้งาน และรายการตรวจสอบการตัดสินใจ เพื่อให้วิศวกร ผู้ซื้อ และทีมบำรุงรักษาสามารถเลือกสลักเกลียวที่ถูกต้องสำหรับงานได้

ความแตกต่างของวัสดุพื้นฐานและผลที่ตามมาในทางปฏิบัติ

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (โดยทั่วไป <0.25% ซี) ค่อนข้างอ่อน เหนียว และขึ้นรูปหรือเชื่อมได้ง่าย พวกเขายอมรับการเคลือบและการชุบอย่างดีและมักใช้กับตัวยึดทั่วไปที่ไม่ต้องการความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (โดยทั่วไป >0.45% ซี) สามารถนำไปชุบแข็งและอบคืนตัวได้เพื่อให้ได้ความต้านทานแรงดึงและความแข็งที่สูงขึ้นมาก แต่จะมีความเหนียวน้อยลงและไวต่อการเปราะและความล้ามากขึ้นหากไม่ได้รับการประมวลผลอย่างเหมาะสม

สิ่งนี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวยึดอย่างไร

โบลต์คาร์บอนสูงให้โหลดการทำงานที่สูงกว่าและต้านทานแรงเฉือนและการเสียรูปถาวรได้ดีขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับข้อต่อที่มีความเครียดสูง การหนีบแบบอยู่กับที่ หรือข้อต่อแบบโหลดล่วงหน้า โบลต์คาร์บอนต่ำลดความเสี่ยงของการแตกหักเปราะ ทนทานต่อการวางแนวที่ผิดและการกระแทกได้ดีกว่า และเป็นที่นิยมเมื่อจำเป็นต้องเชื่อม การขึ้นรูป หรือการเคลือบผิวเพิ่มเติมหลังการประกอบ

เกณฑ์การคัดเลือกหลัก: เมื่อใดจึงควรใช้สลักเกลียวคาร์บอนสูง

เลือกสลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเมื่อการใช้งานต้องการความแข็งแรงสูง มีการจำกัดการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก และการรับน้ำหนักของแคลมป์ที่เชื่อถือได้ภายใต้การรับน้ำหนักคงที่หรือกึ่งคงที่หนัก สถานการณ์ทั่วไป ได้แก่ เครื่องจักรกลหนัก การเชื่อมต่อโครงสร้างที่มีแรงดึงหรือแรงเฉือนสูง และส่วนประกอบที่ต้องลดการยืดตัวของสลักเกลียวเพื่อรักษาพรีโหลด

• ความต้องการความต้านทานแรงดึงสูง เช่น ข้อต่อโครงสร้างที่สำคัญ สลักเกลียวฐานราก ส่วนประกอบระบบกันสะเทือน
• การใช้งานที่ได้รับประโยชน์จากการอบชุบด้วยความร้อน (การชุบแข็งและการอบคืนตัว) เพื่อให้ได้ความแข็งจำเพาะและการรับน้ำหนักที่พิสูจน์ได้
• สถานการณ์ที่ความต้านทานการสึกหรอและความแข็งแรงของเกลียวมีความสำคัญมากกว่าความเหนียว
• ในกรณีที่มีการระบุตัวยึดคุณภาพสูงที่ได้มาตรฐาน (เช่น เทียบเท่าเกรด 8/10.9) ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยหรือตามกฎระเบียบ

เมื่อสลักเกลียวคาร์บอนต่ำเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

เลือกสลักเกลียวคาร์บอนต่ำเมื่อคำนึงถึงความเหนียว ความสามารถในการขึ้นรูป การเชื่อมได้ การป้องกันการกัดกร่อน หรือการควบคุมต้นทุน โดยทั่วไปแล้วโบลต์คาร์บอนต่ำจะใช้สำหรับงานโครงสร้างเบา การประกอบที่ต้องการการเชื่อมที่หน้างาน และการใช้งานที่โบลต์จะเคลือบหนาหรือชุบด้วยกลไก

• ในกรณีที่ต้องเชื่อมสลักเกลียวเข้าที่หรือผ่านการขึ้นรูปหลังการประกอบ
• สำหรับตัวยึดที่ป้องกันการกัดกร่อนที่ผ่านกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนหรือกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าแบบหนา
• การใช้งานที่ไม่สำคัญและคำนึงถึงต้นทุนโดยไม่จำเป็นต้องใช้ความแข็งแรงสูง
• สถานการณ์ที่ต้องการความทนทานต่อความล้าที่ดี โดยที่ความเหนียวบางส่วนช่วยดูดซับแรงแบบไดนามิก

ตารางคุณสมบัติเปรียบเทียบ

มาตรฐาน เกรด และแผนที่โลกแห่งความเป็นจริง

เกรดโบลต์ของอุตสาหกรรมเทียบเคียงกับระดับคาร์บอนและการประมวลผล ตัวอย่างเช่น ตัวยึดมาตรฐาน ASTM เกรด 2 หรือ ISO 4.6/5.6 โดยทั่วไปจะเป็นโบลต์คาร์บอนต่ำที่ผ่านการแปรรูปเล็กน้อย ตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูงปานกลางถึงสูง เช่น SAE เกรด 5, เกรด 8, ISO 8.8/10.9 ผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอนหรือโลหะผสมที่สูงกว่า และผ่านการบำบัดความร้อนเพื่อให้ได้ค่าผลผลิตและแรงดึงที่ระบุ ตรวจสอบใบรับรองวัสดุและการรักษาความร้อนของผู้ผลิตเสมอ แทนที่จะถือว่าเกรดแสดงถึงเปอร์เซ็นต์คาร์บอนที่เฉพาะเจาะจง

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้ง แรงบิด และความล้า

โบลต์คาร์บอนสูงที่ผ่านการอบร้อนมักต้องการการควบคุมแรงบิดและการหล่อลื่นที่แม่นยำ เพื่อให้ได้พรีโหลดตามเป้าหมายโดยไม่ทำให้วัสดุเกิดความเครียดมากเกินไป โบลต์คาร์บอนต่ำทนต่อแรงบิดเกินได้น้อยลงโดยการสูญเสียแคลมป์เนื่องจากการไหลของพลาสติก สำหรับโหลดไดนามิกหรือแบบไซคลิก ให้พิจารณาว่าความแข็งที่เพิ่มขึ้นของสลักเกลียวคาร์บอนสูงสามารถลดอายุการใช้งานความเมื่อยล้าโดยเน้นที่ความเครียดหรือไม่ ในบางกรณี สลักเกลียวคาร์บอนต่ำแบบเหนียวที่มีปัจจัยด้านความปลอดภัยสูงกว่าจะทำงานได้ดีกว่าภายใต้การสั่นสะเทือน

ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป

• คาร์บอนสูง: โบลท์พุกโครงสร้างสำหรับอุปกรณ์หนัก โบลท์หน้าแปลนความแข็งแรงสูง โบลท์ระบบกันสะเทือนและระบบขับเคลื่อนในยานยนต์ และตัวยึดเครื่องจักรที่สำคัญซึ่งต้องการการยืดตัวน้อยที่สุด
• คาร์บอนต่ำ: ชุดประกอบโครงสร้างน้ำหนักเบา หมุดเชื่อมที่หน้างาน ตัวยึดที่ต้องผ่านการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน และสลักเกลียวสำหรับงานทั่วไปที่คำนึงถึงความเหนียวและความเข้ากันได้ของสารเคลือบ

เคล็ดลับการจัดซื้อและการควบคุมคุณภาพ

ระบุคุณสมบัติทางกล (ภาระการพิสูจน์ ความต้านทานแรงดึง ช่วงความแข็ง) การอบชุบด้วยความร้อนที่ต้องการ และการปรับสภาพพื้นผิวที่ยอมรับได้ในใบสั่งซื้อ ขอรายงานผลการทดสอบของโรงงานหรือใบรับรองซัพพลายเออร์ที่แสดงบันทึกองค์ประกอบทางเคมีและการบำบัดความร้อน สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ ต้องมีการทดสอบตัวอย่างเพื่อดูแรงบิดต่อผลผลิตและอายุการใช้งานและความล้า หรือยืนยันในการตรวจสอบย้อนกลับของชุดงาน

รายการตรวจสอบการตัดสินใจ: วิธีที่รวดเร็วในการเลือก

• ข้อต่อต้องใช้แรงดึงหรือแรงเฉือนสูงหรือไม่? หากใช่ ให้เลือกสลักเกลียวคาร์บอนสูง/ที่ผ่านการอบร้อน
• สลักเกลียวจะเชื่อมหรือเคลือบหนา (ชุบสังกะสี) หรือไม่? ถ้าใช่ แนะนำให้ใช้สลักเกลียวคาร์บอนต่ำ
• ความเหนื่อยล้าภายใต้การโหลดแบบแปรผันเป็นปัญหาหลักหรือไม่? ประเมินความเหนียวและการแลกเปลี่ยนความแข็ง และพิจารณาการวิเคราะห์ความล้าโดยละเอียด
• เกรดมาตรฐานได้รับคำสั่งจากรหัส/ข้อบังคับหรือไม่ ปฏิบัติตามข้อกำหนดเกรดและรับใบรับรองวัสดุ

คำแนะนำขั้นสุดท้าย

โบลท์คาร์บอนสูงมีความโดดเด่นตรงที่ต้องการความแข็งแรงสูง การเสียรูปถาวรน้อยที่สุด และความสามารถในการบำบัดความร้อน โบลต์คาร์บอนต่ำยังคงเป็นตัวเลือกในทางปฏิบัติ โดยคำนึงถึงความสามารถในการเชื่อม ความเข้ากันได้ของการเคลือบ ความทนทาน และต้นทุนเป็นอันดับแรก ทำการเลือกโดยพิจารณาจากข้อกำหนดทางกล การสัมผัสต่อสิ่งแวดล้อม วิธีปฏิบัติในการติดตั้ง และการตรวจสอบยืนยันผ่านใบรับรอง และการทดสอบตัวอย่างเพื่อยืนยันประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง ในกรณีที่จำเป็น