Сфера применения метизных изделий включает области, в которых крепеж противостоит механическим нагрузкам вкупе с интенсивным нагревом. Болты, винты, шпильки и прочие разновидности металлического крепежа используются в сборке конструкций и механизмов энергетической, машиностроительной, аэрокосмической отрасли.
Метизы, предназначенные для работы в высокотемпературной среде, проходят испытания, которые подтверждают возможность их применения при высоких и экстремальных температурах.
Специфика испытаний крепежа в высокотемпературной среде
Влияние высоких температур негативно отражается на потребительских качествах крепежных элементов, что крайне опасно для ответственных узлов. Снижается механическая прочность, следствием которой становится разрушение машин, конструкций. При длительном воздействии деформируется резьба, растягивается и становится тоньше стержневая часть, нарушается герметичность из-за изменения формы головок. Падает устойчивость к коррозии, сокращается эксплуатационная долговечность.
Для работы в высокотемпературных условиях выпускают метизные изделия из титаново-алюминиевых, хромовых, никелевых сплавов. У применяемых материалов оптимизирована кратковременная и долговременная прочность. Используемые в производстве жаропрочного крепежа сплавы характеризуются устойчивостью к пластическим деформациям под действием заданных величин температуры и нагрузки.
Ключевые характеристики, определяемые при тестировании крепежа в высокотемпературных условиях:
- Длительная прочность. Способность метизов при нагреве до 1200º C сопротивляться длительному воздействию одного из типичных механических усилий: изгибу, растяжению, кручению или комплексу перечисленных нагрузок. Тестовая нагрузка прилагается до разрушения образца.
- Кратковременная прочность. Предельное значение, при котором нагретый до заданного температурного уровня образец разрушается под действием растягивающего усилия.
- Предел ползучести. Величина напряжения, при которой накопленная за длительный временной период деформация достигает заданной величины при определенном температурном уровне под постоянным воздействием нагрузки.
- Предел текучести. Значение напряжения, при котором деформационные изменения увеличиваются без прироста прилагаемого усилия. Предел текучести взаимосвязан с маркой стали, так как зависит от микроструктуры материала, и с достигнутым температурным уровнем. Чем выше нагрев, тем ниже предельное напряжение.
- Предел прочности. Характеристика определяется при растяжении, прилагаемом в высокотемпературных условиях. Величина равна предельному напряжению, зарегистрированному в момент разрыва исследуемого образца.
- Релаксация напряжений. Свойство характерно для затянутых шпилек и болтов. В высокотемпературной среде под влиянием нагрузки и времени наблюдается самопроизвольное понижение усилия при стабильных значениях суммарной начальной деформации.
- Высокотемпературная усталость. Явление отображает механизм возникновения зернограничной трещины, причиной формирования которой была циклическая деформация. При высокотемпературном усталостном разрушении источниками повреждений служат границы зерен.
Продолжительность повышения температурного уровня до необходимого для тестов значения и период выдержки образцов при заданном высокотемпературном фоне производители указывают в НД на метизную продукцию.
Испытания метизных изделий на определение механических характеристик в условиях высоких температур проводят в соответствии с регламентами действующих в РФ стандартов. Например, устойчивость к растяжению исследуют в соответствии с требованиями ГОСТ 9651-84. Длительная прочность определяется согласно методикам, установленным в ГОСТ 10145-81, ударную прочность тестируют по ГОСТ 9454-78.
Технические средства для испытаний крепежа при высоких температурах
Для исследования механических параметров крепежных элементов, предназначенных для работы в высокотемпературной среде, потребуются:
Компетентные менеджеры-консультанты, работающие в компании «ГОСТ», обстоятельно ответят на заинтересовавшие вопросы, помогут выбрать оборудование для лабораторных испытаний и оформить заявку.