ボルトは、機械的性質のクラスによって通常のボルトと、高力ボルト。材質の違いは、ボルトの機械的性能や適用範囲に直接影響します。以下に一般的に使用されるボルトの材質を分析し、選定の参考にしてください。
1. 一般ボルトの共通材質
特性クラス 8.8 未満のボルトは、通常、低炭素鋼または中炭素鋼の線材を冷間圧造および転造によって焼き入れおよび焼き戻しの熱処理を行わずに製造した普通強度のボルトです。最も一般的に使用されるクラス 4.8 を例に挙げると、公称引張強さは 400 MPa 以上、降伏対引張比は 0.8、公称降伏強さは 400 × 0.8=320 MPa 以上です。
一般的なボルトの一般的な線材グレードは次のとおりです。
1008K
1010
1015K
1032
1035
1040
CH38F
1039
性能要求を満たすその他の炭素鋼線材
上記の炭素鋼線材は本質的に非磁性です。非磁性特性は主に次のものに当てはまります。ステンレス鋼の留め具。冷間加工後のオーステナイト系ステンレス鋼は弱い磁性を発現します。冷間加工後の 304M の磁性は約 1.6 μ ～ 2.0 μ、304HC の磁性は約 1.01 μ ～ 1.6 μ、冷間加工後のグレード 316 の磁性は 1.01 μ 以下です。
2. 高力ボルトの共通材質
高強度ボルトには、より大きな予圧と耐荷重の要求を満たすために、より高い引張強度を備えた材料が必要です。焼き入れおよび焼き戻しの熱処理は、材料の強度に大きな影響を与えます。焼き戻し後、40Cr は一般にクラス 10.9S 構造高強度ボルトの材料要件を安定して満たすことができません。限られた検査条件下では、焼き戻し後の表面硬さを材料の強度グレードの予備的な基準として使用できます。高応力下では、材質の異なる高力ボルトは異なる耐遅れ破壊特性を示します。
2.1 40Cr高力ボルト
40Cr 高力ボルトは主にボルトボールジョイント空間トラスに使用されます。設計強度は通常 390 MPa (d 30 mm 以上) または 430 MPa (d < 30 mm) で、通常の使用では予引張応力が比較的低くなります。高い予圧が必要な条件に適用する場合、材料の耐遅れ破壊性を慎重に評価し、確保する必要があります。
2.2 20MnTiB 高力ボルト
20MnTiB は低炭素ホウ素合金鋼です。焼入れ・焼戻し後にバランスのとれた総合特性を発揮し、耐遅れ破壊特性は40Crや40Bよりも優れているため、高予圧、高応力の鋼構造物の接続アセンブリに適しています。
2.3 標準推奨材料の選択
現在の中国の高強度大型国家基準によると、六角ボルト、鋼構造用のナットとワッシャーのアセンブリ、クラス 10.9S ボルトの推奨材質は次のとおりです。
サイズ M24 以下: 20MnTiB;
サイズM27～M30：35VB。
大径の高力ボルトは焼き戻し時に硬化しにくいため、過度の大径化は避けてください。大径ボルトが必要な場合は、それに応じて加工応力を軽減し、断面性能要件を満たすために材料の硬化性を検証する必要があります。
3. まとめ
一般ボルトでも高力ボルトでも、材質の選択は強度、靱性、耐疲労性、耐遅れ破壊性、適用範囲に直接影響します。選択の際、接合部の信頼性を確保するために、荷重クラス、予荷重要件、使用環境および関連規格に従って、適合する材料グレードと熱処理プロセスを選択する必要があります。
