ประสิทธิภาพของสกรูเปลี่ยนแปลงอย่างไรที่อุณหภูมิต่างกัน
การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของสกรูที่อุณหภูมิต่างกันส่วนใหญ่จะได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติของวัสดุและช่วงอุณหภูมิ ต่อไปนี้เป็นประเด็นสำคัญบางประการเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของสกรูที่อุณหภูมิต่างๆ:
คุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำ: สกรูอาจเปราะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งส่งผลให้ความเหนียวและความเป็นพลาสติกของแรงกระแทกลดลง ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพของเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมจะได้รับผลกระทบที่อุณหภูมิต่ำกว่า -50°C
ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของสกรูมักจะลดลง เนื่องจากวัสดุโลหะมีแนวโน้มที่จะคืบคลานและคลายความเครียดที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้แรงพรีโหลดลดลง
ผลของการอบชุบด้วยความร้อน: เพื่อความแข็งแรงสูง สกรู เช่น สลักเกลียวความแข็งแรงสูงที่ทำจากเหล็ก 42CrMo การปรับพารามิเตอร์กระบวนการบำบัดความร้อน (เช่น ศักย์คาร์บอน ความเข้มข้นของสารดับที่ละลายน้ำได้ในระหว่างการชุบแข็งและการทำความเย็น และอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทา) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมในสภาพแวดล้อมการใช้งานเฉพาะได้
ผลการชุบ: การเคลือบสกรูอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่างๆ กัน ตัวอย่างเช่น สกรูเคลือบสังกะสีทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 230°C ในขณะที่สกรูชุบนิกเกิลสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า โดยมีขีดจำกัดบนประมาณ 590°C
สกรูสแตนเลส: เนื่องจากองค์ประกอบของโลหะผสม โดยทั่วไปสกรูสแตนเลสจึงมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น ประมาณระหว่าง -120°C ถึง 320°C
วัสดุพิเศษ: สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงขึ้น อาจจำเป็นต้องใช้วัสดุโลหะผสมพิเศษ เช่น อินโคเนลและซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล ซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นได้
เกรดประสิทธิภาพ: เกรดประสิทธิภาพของโบลต์ เช่น 8.8, 10.9 ฯลฯ ยังระบุถึงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่างๆ อีกด้วย โดยทั่วไปเกรดประสิทธิภาพที่สูงขึ้นหมายความว่าสกรูสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นได้
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังทำให้เกิดความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนระหว่างสกรูและข้อต่อ ซึ่งอาจส่งผลต่อแรงจับยึดและความเสถียรของการเชื่อมต่อ
การทนไฟ: ในการสร้างโครงสร้างเหล็ก การทนไฟของสลักเกลียวสแตนเลสก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน และคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงก็มีความสำคัญต่อความปลอดภัยของโครงสร้าง
เมื่อออกแบบและเลือกสกรู ต้องพิจารณาช่วงอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการทำงานเพื่อให้แน่ใจว่าสกรูสามารถทำงานได้อย่างเหมาะสมที่อุณหภูมินั้น และรักษาคุณสมบัติทางกลที่ต้องการ เกินช่วงอุณหภูมิการทำงานของสกรูอาจทำให้การเชื่อมต่อล้มเหลวหรือปัญหาด้านความปลอดภัยอื่นๆ
เหตุใดสกรูจึงได้รับการผ่อนคลายความเครียดที่อุณหภูมิสูง
เหตุผลที่สกรูได้รับการผ่อนคลายความเครียดที่อุณหภูมิสูงนั้นสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางกายภาพและพฤติกรรมทางความร้อนเชิงกลของวัสดุ ต่อไปนี้เป็นปัจจัยสำคัญหลายประการที่ทำให้เกิดการคลายความเครียดในสกรูที่อุณหภูมิสูง:
ผลกระทบจากการคืบ: ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง แม้ภายใต้การกระทำของความเครียดอย่างต่อเนื่องที่ต่ำกว่าความแข็งแรงของคราก โลหะจะเกิดการเสียรูปพลาสติกช้าๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าคืบ การคืบทำให้วัสดุสกรูยืดน้อยลง จึงช่วยลดแรงพรีโหลด
การพึ่งพาเวลา: การผ่อนคลายความเครียดเป็นปรากฏการณ์ขึ้นอยู่กับเวลา โดยความเค้นในสกรูจะค่อยๆ ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แม้จะอยู่ภายใต้ความเครียดคงที่ก็ตาม
ผลกระทบของอุณหภูมิ: อัตราการผ่อนคลายความเครียดของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิสูง การเคลื่อนที่ของอะตอมจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดการผ่อนคลายความเครียดแบบเร่งขึ้น
กระบวนการกระตุ้นความร้อน: อุณหภูมิสูงจะให้พลังงานความร้อนที่จำเป็น ช่วยให้การเคลื่อนตัวของโลหะข้ามสิ่งกีดขวาง ส่งเสริมการเสียรูปของพลาสติก และนำไปสู่การผ่อนคลายความเครียด
ออกซิเดชันและการกัดกร่อน: ที่อุณหภูมิสูง กระบวนการออกซิเดชั่นและการกัดกร่อนอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของสกรู ส่งผลให้ความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุลดลง
กระบวนการบำบัดความร้อน: กระบวนการบำบัดความร้อนของ สกรู มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง การอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสมสามารถปรับปรุงความต้านทานการคลายความเค้นของสกรูได้ แต่ก็สามารถส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นได้เช่นกัน
องค์ประกอบของวัสดุโลหะผสม: องค์ประกอบของวัสดุโลหะผสมของสกรูมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง องค์ประกอบการผสมบางชนิดสามารถปรับปรุงความต้านทานการผ่อนคลายความเครียด แต่อาจเพิ่มต้นทุนวัสดุ
คำแนะนำมาตรฐาน ISO: มาตรฐาน ISO 898-1 ระบุว่าในการใช้งานที่อุณหภูมิระหว่าง 150°C ถึง 300°C ผู้ใช้ควรปรึกษาช่างโลหะวิทยาสกรูที่มีประสบการณ์เพื่อเลือกวัสดุและการออกแบบสลักเกลียวที่เหมาะสม
โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงและเหล็กกล้าไร้สนิม: สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง มักใช้โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงและวัสดุสแตนเลสโดยเฉพาะ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูง
การผ่อนคลายความเครียดและอุณหภูมิในการทำงาน: ปริมาณการผ่อนคลายความเครียดไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงานเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับเวลาในการทำงานที่อุณหภูมิด้วย เมื่อเวลาผ่านไป ความเครียดและพรีโหลดจะลดลง อาจทำให้การเชื่อมต่อล้มเหลว
การทำความเข้าใจปัจจัยเหล่านี้สามารถช่วยให้คุณพิจารณาผลกระทบของสภาพแวดล้อมการทำงานที่อุณหภูมิสูงต่อประสิทธิภาพการทำงานเมื่อออกแบบและเลือกสกรูเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของการเชื่อมต่อของคุณ