Caractéristiques de performance des boulons en acier inoxydable

Boulons en acier inoxydablesont un terme général. Dans cet article, les boulons en acier inoxydable comprennent la plupart des attaches en acier inoxydable telles que les boulons de tête de douille hexagonale, les boulons de tête hexagone, les boulons de pote et les écrous. Après la production, les attaches en acier inoxydable ne nécessitent pas de traitement thermique post - pour modifier leurs propriétés mécaniques (contrairement aux boulons en acier de carbone). Dans la plupart des cas, ils peuvent être utilisés après seulement un nettoyage de surface (un traitement de passivation supplémentaire peut être appliqué si une amélioration de la résistance à la corrosion est nécessaire). Par conséquent, leurs caractéristiques de performance sont essentiellement les caractéristiques de performance des matériaux utilisés.

Par rapport aux boulons en acier en carbone ordinaires, les boulons en acier inoxydable ont une plage d'application de température plus large, mais leur dureté Rockwell de surface (HRC) est généralement inférieure à celle des boulons en acier du carbone. La performance centrale des boulons en acier inoxydable est la résistance à la corrosion - Ils peuvent rester exempts d'oxydation dans les environnements d'air exposés pendant des décennies. Même à des températures relativement élevées, ils peuvent fonctionner normalement sans changements significatifs dans la résistance ou les paramètres de couple. Si le traitement de la passivation est effectué sur des boulons en acier inoxydable après la production, leur résistance à la température élevée - et leur résistance à la corrosion seront encore améliorées.

Les boulons en acier inoxydable ont une propriété physique relativement élevée appelée résistivité. Alors que les boulons en acier carbone ont également une résistivité, la résistivité des boulons en acier inoxydable de la même spécification est plus de cinq fois celle deboulons en acier au carbone. La résistivité est étroitement liée au coefficient de dilatation thermique des boulons: dans des circonstances normales, plus la température ambiante est élevée, plus le coefficient d'expansion thermique de la pièce est grande. Pour les boulons en acier au carbone avec une faible résistivité, à mesure que la température augmente, leur coefficient de dilatation thermique augmente dans une certaine mesure, ce qui les rend inutilisables en raison de changements dimensionnels au-delà de la plage applicable. En revanche, les boulons en acier inoxydable - avec une résistivité cinq fois celle des boulons en acier carbone ordinaires - ont un changement plus petit dans le coefficient de dilatation thermique avec la température et peuvent maintenir des dimensions relativement stables à des températures plus élevées, ce qui est l'une des raisons importantes de leur excellente résistance à la température élevée.

Les propriétés mécaniques des boulons en acier inoxydable sont relativement modérées. Bien qu'ils ne puissent pas correspondre aux boulons à haute résistance-de qualité 10,9 ou supérieure, ils ne sont pas inférieurs aux boulons de qualité 8,8 ou inférieure. Sauf conditions de travail particulières, les boulons en acier inoxydable peuvent répondre à la plupart des exigences des applications. Il existe également des matériaux en acier inoxydable plus résistants (tels que l'acier inoxydable duplex), mais l'utilisation de tels matériaux pour produire des boulons entraîne des coûts excessivement élevés et une rentabilité considérablement réduite-. Avec le développement de la technologie, la résistance des boulons en acier inoxydable couramment utilisés devrait augmenter progressivement.

Les clients demandent souvent quel est le degré de résistance des boulons en acier inoxydable. À strictement parler, les boulons en acier inoxydable suivent les niveaux de performance spécifiés dans GB/T 3098.6Fixation - Propriétés mécaniques - Boulons, vis et goujons en acier inoxydable(par exemple, A2-70, A4-80), plutôt que le système de classification « catégorie XX » utilisé pour les boulons en acier au carbone. Pour une comparaison approximative avec les qualités de boulons en acier au carbone : les boulons en acier inoxydable 304 (correspondant à la qualité de performance A2-70) ont des propriétés mécaniques proches de la qualité 6,8, et les boulons en acier inoxydable 316 (correspondant à la qualité de performance A4-80) sont proches de la qualité 8,8. Cependant, il ne s'agit que d'une référence approximative : leurs propriétés mécaniques doivent être testées par des équipements professionnels conformément aux normes et ne peuvent être déterminées uniquement sur la base de cette comparaison.

Les différences significatives dans les propriétés mécaniques entre les boulons de différents matériaux sont principalement dues à la teneur et à la composition variables des éléments d'alliage dans les matériaux. Lorsque divers éléments métalliques sont combinés dans des proportions spécifiques, ils confèrent au matériau des propriétés uniques. En prenant le carbone comme exemple, c'est un élément de base des matériaux métalliques, et sa teneur a un impact significatif sur les performances : généralement, plus la teneur en carbone est élevée, plus la valeur est élevée.résistance aux boulonnages; plus la teneur en carbone est faible, plus la résistance est relativement faible. La raison pour laquelle les boulons en acier inoxydable ont une résistance inférieure à celle des boulons à haute résistance-est principalement leur faible teneur en carbone. L'ajout d'éléments d'alliage dans les matériaux n'est pas arbitraire, mais résulte d'un équilibre global : la résistance à la rouille des boulons en acier inoxydable (que les boulons en acier au carbone n'ont pas) est étroitement liée à leur faible teneur en carbone ; si la teneur en carbone est augmentée aveuglément, la résistance peut s'améliorer, mais la résistance à la rouille sera considérablement réduite.

Le silicium présent dans le matériau peut renforcer la ferrite, améliorant ainsi la résistance et la dureté du boulon, mais il réduit légèrement la plasticité du matériau. Un équilibre doit être trouvé entre performances et transformabilité pour garantir une bonne formabilité pendant la production. Le manganèse peut se combiner avec le soufre présent dans le matériau pour former du sulfure de manganèse (MnS). Le soufre lui-même est insoluble dans le fer ; s'il se combine avec le fer, il forme du sulfure de fer (FeS), qui provoque facilement une fragilité à chaud. Cependant, le MnS a un point de fusion élevé et une bonne stabilité, ce qui peut réduire efficacement les effets néfastes du soufre sur la ténacité et la résistance des boulons. Il est évident que chaque élément joue un rôle spécifique dans la matière. Dans la science moderne des matériaux, les propriétés fondamentales d’un matériau ne peuvent pas être modifiées par la simple augmentation ou la diminution d’un seul élément ; au lieu de cela, l’impact de chaque élément doit être évalué de manière exhaustive pour finalement développer une formule matérielle aux performances équilibrées.