مهره شش ضلعی فولاد کربنی: درجه ها، استانداردها، ابعاد و راهنمای منبع یابی

مهره شش ضلعی فولاد کربنی : تابع، هندسه، و اهمیت صنعتی

مهره شش ضلعی فولاد کربنی یک بست داخلی با رزوه شش وجهی است که برای اتصال با پیچ، پیچ یا میله رزوه ای طراحی شده است تا دو یا چند جزء را به هم ببندد. هندسه شش ضلعی شش وجه درگیر آچار را فراهم می کند که به آچارهای استاندارد با انتهای باز، جعبه و سوکت اجازه می دهد تا گشتاور نصب را از هر یک از سه زاویه نزدیک اعمال کنند - یک مزیت عملی در مجموعه های متراکم که دسترسی به ابزار محدود است. فولاد کربنی ماده غالب برای تولید مهره های شش ضلعی در سطح جهان است و اکثریت قریب به اتفاق مهره های مورد استفاده در ساخت و ساز، ماشین آلات، خودروسازی و کاربردهای زیرساختی را به خود اختصاص می دهد، به دلیل ترکیبی از استحکام مکانیکی، ماشین کاری و کارایی آن نسبت به فولاد ضد زنگ و جایگزین های غیر آهنی.

مکانیسم باربری یک مهره شش ضلعی به طول درگیری رزوه بستگی دارد، که تعیین می کند چگونه نیروی گیره در سراسر جناح های نخ درگیر توزیع شود. یک مهره شش گوش کامل استاندارد معمولاً طول درگیری رزوه ای را تقریباً 0.8-1.0 برابر قطر اسمی پیچ ایجاد می کند. - برای ایجاد بار اثبات کامل پیچ جفت گیری در همان کلاس ویژگی بدون جداسازی رزوه در شرایط بار طراحی کافی است.

گریدهای فولاد کربنی مورد استفاده در تولید مهره شش ضلعی

عملکرد مکانیکی یک مهره شش ضلعی فولاد کربنی در درجه اول با درجه فولاد و هر عملیات حرارتی اعمال شده در طول یا پس از شکل‌گیری تعیین می‌شود. مهره های شش ضلعی از طیف وسیعی از ترکیبات فولاد کربنی تولید می شوند که هر کدام برای نیازهای کلاس قدرت و فرآیندهای مختلف تولید مناسب هستند.

• فولاد کم کربن (C ≤ 0.25%) - پرکاربردترین مواد برای مهره های شش گوش استاندارد در کلاس های دارایی 4، 5، و 6. گریدهای کم کربن مانند AISI 1008، 1010، و 1018 به شکل سرد و بدون عملیات حرارتی ضربه می خورند، و مهره هایی با بارهای مقاوم برای کاربردهای ساختاری و مکانیکی همه منظوره تولید می کنند. محتوای کربن کم آنها باعث می شود که جوش پذیری بالایی داشته باشند و در برابر شکنندگی هیدروژنی مقاوم باشند که این مزیتی در فرآیندهای آبکاری است.
• فولاد کربن متوسط (C 0.25-0.55٪) - برای مهره های شش گوش در کلاس های دارایی 8 و 10 استفاده می شود، جایی که بارهای مقاوم بالاتر پس از شکل گیری نیاز به عملیات حرارتی خاموش و تمپر دارند. گریدهایی مانند AISI 1035، 1040 و 1045 استحکام کششی 800–1040 مگاپاسکال پس از عملیات حرارتی، این مهره ها را قادر می سازد تا با پیچ و مهره های با استحکام بالا در اتصالات فولادی سازه، ماشین آلات سنگین و مجموعه مخازن تحت فشار استفاده شوند.
• فولاد آلیاژی کربن متوسط - فولادهای آلیاژی بور یا منگنز-کروم مانند 10B21، 35B2، و SCM435 برای مهره های شش گوش با بالاترین کلاس ویژگی (کلاس 12 و بالاتر) استفاده می شوند. عناصر آلیاژی سختی پذیری را بهبود می بخشد و به سطوح مقطع مهره های بزرگتر اجازه می دهد تا سختی یکنواخت را پس از کوئنچ به دست آورند - نیازی که گریدهای کربن متوسط ​​ساده در اندازه مهره های بالاتر از M24 به دلیل عمق سخت شدن ناکافی نمی توانند برآورده شوند.

طبقات املاک و الزامات مکانیکی

مهره های شش ضلعی فولاد کربنی بر اساس کلاس ویژگی تحت ISO 898-2 طبقه بندی می شوند که بار اثبات، سختی و الزامات مواد را برای هر کلاس تعریف می کند. سیستم کلاس ویژگی به مهندسان اجازه می‌دهد مهره‌هایی را مشخص کنند که به‌درستی با درجه‌های مقاومت پیچ مطابقت دارند، و اطمینان حاصل می‌کند که نوارهای رزوه مهره قبل از شکستگی پیچ‌ها تحت بار ثابت قرار می‌گیرند - حالت خرابی که یکپارچگی پیچ را حفظ می‌کند و اجازه می‌دهد اتصال شناسایی و تعمیر شود.

نکته ای که اغلب در مشخصات مهره ها اشتباه گرفته می شود این است یک مهره با کلاس ویژگی بالاتر همیشه می تواند جایگزین یک کلاس پایین تر شود بدون اینکه بر یکپارچگی مفصل تأثیر بگذارد ، به شرطی که رزوه مهره و ابعاد آن یکسان باشد. عکس این قضیه درست نیست: استفاده از مهره کلاس 5 روی پیچ کلاس 8.8 خطر جدا شدن رزوه را تحت بار اثبات ایجاد می کند که از طریق بازرسی چشمی اتصال مونتاژ شده قابل تشخیص نیست.

استانداردهای ابعادی و انواع مهره شش گوش

مهره های شش ضلعی فولاد کربنی مطابق با استانداردهای ابعادی تولید می شوند که بر گام نخ، عرض در سراسر تخت (اندازه آچار)، عرض گوشه ها، قطر سطح یاتاقان و ارتفاع مهره نظارت می کنند. دو استاندارد بین المللی ابعاد غالب ISO 4032 (مهره شش گوش معمولی، سبک 1) و ISO 4033 (مهره شش گوش بالا، سبک 2) هستند که ASME B18.2.2 بر بازار آمریکای شمالی حاکم است. استانداردهای DIN - به ویژه DIN 934 - علیرغم اینکه از نظر فنی توسط معادل‌های ISO جایگزین شده‌اند، همچنان در تدارکات صنعتی اروپا به طور گسترده مورد اشاره قرار می‌گیرند.

• مهره شش گوش معمولی (ISO 4032 / DIN 934) - ارتفاع مهره استاندارد تقریباً 0.8 برابر قطر اسمی رزوه است (به عنوان مثال، یک مهره معمولی M12 دارای ارتفاع اسمی 10.0 میلی متر است). این هندسه ظرفیت بار اثبات کامل را در صورت استفاده با پیچ و مهره های همسان کلاس ویژگی فراهم می کند و برای اکثر کاربردهای سازه ای و مکانیکی انتخاب صحیحی است.
• مهره شش گوش بالا (ISO 4033) - ارتفاع مهره تقریباً 1.0 برابر قطر اسمی رزوه است، که برای کاربردهایی با ارتعاش بالا، بارگذاری ضربه یا جاهایی که مواد پیچ دارای استحکام کششی کمتری نسبت به درجه منطبق هستند، درگیری رزوه را افزایش می دهد. مهره های بلند استاندارد در اتصالات ریل راه آهن و اتصالات مهندسی عمران سنگین هستند.
• مهره نازک شش گوش / مهره مربا (ISO 4035 / DIN 439) - ارتفاع تقریباً 0.5 برابر قطر اسمی، به عنوان یک عنصر قفل در ارتباط با یک مهره کامل یا در کاربردهایی با فضای محوری محدود استفاده می شود. مهره های نازک در مقایسه با مهره های معمولی با اندازه رزوه یکسان، بارهای مقاوم را کاهش داده اند و نباید بدون تأیید مهندسی به عنوان مهره باربر اولیه استفاده شوند.
• مهره شش گوش سنگین (ASME B18.2.2 / ASTM A563) - مهره‌های شش گوش سنگین‌تر از مهره‌های شش‌ضلعی استاندارد با همان اندازه رزوه پهن‌تر و بلندتر در ساختار فولادی سازه‌ای تحت مشخصات AISC و در مخازن تحت فشار ASME و کاربردهای لوله‌کشی استفاده می‌شود که در آن سطح بزرگتر یاتاقان باعث کاهش غلظت فشار واشر و سطح فلنج می‌شود.
• مهره شش گوش گشتاور غالب (ISO 7042 / DIN 980) - یک مهره قفل کننده تمام فلزی با بخش رزوه ای منحرف یا خارج از گرد در بالای مهره که تداخلی با رزوه پیچ ایجاد می کند و گشتاور غالب ایجاد می کند که در برابر شل شدن لرزش بدون نیاز به عنصر قفل جداگانه مقاومت می کند. مناسب برای کاربردهای با دمای بالا که نمی توان از مهره های نایلونی استفاده کرد.

درمان های سطحی و حفاظت در برابر خوردگی

فولاد کربن ذاتاً مقاومت در برابر خوردگی محدودی دارد و برای هر کاربرد که در معرض رطوبت قرار می گیرد نیاز به عملیات سطحی دارد. انتخاب عملیات سطحی نه تنها بر عملکرد خوردگی بلکه بر ضریب اصطکاک در زیر یاتاقان مهره و روی پهلوهای رزوه تأثیر می‌گذارد - که مستقیماً بر رابطه بین گشتاور نصب اعمال شده و پیش‌بار پیچ به دست آمده تأثیر می‌گذارد.

• الکتروگالوانیزه (آبکاری روی) - روی ته نشین شده در ضخامت 5 تا 12 میکرومتر به ازای ISO 4042 محافظت در برابر خوردگی متوسطی را ایجاد می کند. مقاومت در برابر پاشش نمک 72 تا 120 ساعت به اولین زنگ قرمز در ISO 9227. رسوب نازک و یکنواخت تحمل نخ را در کلاس ISO 6H/6g بدون نیاز به جبران هزینه نخ حفظ می کند. پس از عملیات غیرفعال سازی کرومات عملکرد اسپری نمک را بسته به نوع غیر فعال به 200 تا 500 ساعت افزایش می دهد. درمان سطح غالب برای مهره های شش گوش همه منظوره در کاربردهای داخلی و سبک در فضای باز.
• گالوانیزه گرم (HDG) - غوطه ور شدن در روی مذاب در دمای 450 درجه سانتی گراد، پوشش آلیاژ روی-آهن را رسوب می کند. 45-85 میکرومتر که محافظت در برابر خوردگی بسیار بیشتری نسبت به آبکاری الکتریکی ایجاد می کند - معمولاً 1000 تا 2000 ساعت مقاومت در برابر پاشش نمک. ضخامت روکش مستلزم آن است که مهره‌ها پس از گالوانیزه کردن (کلاس تحمل 6AZ به ازای ISO 965-4) به اندازه بیش از اندازه ضربه زده شوند تا پوشش روی رزوه‌های پیچ جفت شوند. استاندارد برای ساخت سازه های فولادی، سخت افزارهای کاربردی، و کاربردهای زیرساخت در فضای باز با الزامات عمر مفید طراحی 25 تا 50 سال.
• آبکاری مکانیکی روی - پودر روی با محیط ضربه ای مهره های شیشه ای روی سطح مهره ریخته می شود و پوشش های 10 تا 25 میکرومتری را بدون خطر تردی هیدروژنی مرتبط با آبکاری الکتریکی تولید می کند. مخصوصاً برای مهره های با استحکام بالا (کلاس ویژگی 10 و بالاتر) که در آن تردی هیدروژنی ناشی از آبکاری یک حالت شکست مستند است.
• داکرومت / ژئومت (روکش پوسته‌ای روی آلومینیوم) - سیستم‌های پوشش معدنی مبتنی بر آب حاوی ورقه‌های روی و آلومینیوم در بایندر سیلیس، اعمال شده در 8 تا 12 میکرومتر و پخت در 300 درجه سانتی‌گراد. فراهم کند مقاومت در برابر پاشش نمک 480 تا 1000 ساعت در ضخامت‌های لایه‌ای که به‌طور قابل‌توجهی بر تحمل رزوه تأثیر نمی‌گذارند و حاوی کروم شش ظرفیتی نیستند - مطابق با الزامات دستورالعمل RoHS و ELV. به طور گسترده در بست های زیر بدنه خودرو و ماشین آلات کشاورزی استفاده می شود.
• اکسید سیاه - یک پوشش تبدیلی که یک لایه مگنتیت سیاه (Fe3O4) 1-2 میکرومتر بر روی سطح فولاد ایجاد می کند. حداقل مقاومت در برابر خوردگی (24 تا 48 ساعت پاشش نمک) را ارائه می دهد و عمدتاً برای اهداف زیبایی شناختی یا برای کاربردهای داخلی با رطوبت کم که ظاهر تیره مشخص شده است استفاده می شود. اغلب برای بهبود حفاظت در برابر خوردگی کوتاه مدت با روغن پس از تصفیه استفاده می شود.

مشخصات تدارکات و تایید کیفیت

تهیه مهره های شش ضلعی فولاد کربنی برای کاربردهای صنعتی، ساختمانی یا OEM نیازمند مشخصات خریدی است که فراتر از اندازه اسمی رزوه و کلاس ویژگی است. پارامترهای زیر باید به صراحت در اسناد خرید تعریف شوند تا از تحویل محصول ناسازگاری که از بازرسی بصری عبور می کند اما تحت بار یا قرار گرفتن در معرض محیط ناموفق است، جلوگیری شود.

• استاندارد ابعادی و کلاس تحمل - استاندارد ابعاد حاکم (ISO 4032، DIN 934، ASME B18.2.2 یا معادل)، کلاس تحمل رزوه (ISO 6H استاندارد برای مهره‌های متریک است)، و هرگونه الزامات ابعادی خاص مانند صافی سطح یاتاقان یا زاویه پخ که با استاندارد متفاوت است را مشخص کنید.
• صدور گواهینامه مواد (گواهی آسیاب / گزارش آزمایش) - برای طبقه بندی اموال 8 و بالاتر، به گزارش آزمایش مواد (MTR) از کارخانه فولاد نیاز دارید که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی حرارت مورد استفاده برای تولید را تأیید کند. سازندگان اتصال دهنده های دارای گواهی ISO 9001 قابلیت ردیابی را از مهره تمام شده تا شماره حرارت سیم پیچ فولادی به عنوان یک الزام سیستم کیفیت استاندارد حفظ می کنند.
• فرکانس آزمایش بار اثبات - طرح نمونه برداری و معیارهای پذیرش را برای آزمایش بار اثبات بر اساس ISO 898-2 مشخص کنید. برای کاربردهای ساختاری حیاتی، به جای اینکه صرفاً بر اعلام انطباق سازنده تکیه کنید، به آزمایش بار اثبات 100٪ یا یک طرح نمونه برداری AQL معتبر آماری با نتایج مستند نیاز دارید.
• آزمایش تردی هیدروژنی - برای مهره های شش گوش آبکاری شده در کلاس ویژگی 10 و بالاتر، آزمایش بار پایدار را بر اساس ISO 15330 یا ASTM F606 مشخص کنید تا تأیید شود که فرآیند آبکاری و پخت، حساسیت تردی هیدروژنی را ایجاد نکرده است. این آزمایش به طور معمول توسط همه تامین کنندگان اتصال دهنده انجام نمی شود و باید به صراحت مورد نیاز باشد.
• قابلیت ردیابی و علامت گذاری لات — ISO 898-2 به علامت‌گذاری کلاس ویژگی روی مهره‌های شش گوش M5 و بزرگتر نیاز دارد. بررسی کنید که مهره ها به درستی با اعداد طبقه دارایی روی صفحه یاتاقان یا مسطح شش ضلعی مشخص شده باشند و شماره های بسته بندی مطابق با گواهی های آزمایشی ارائه شده باشد. اتصال دهنده‌های تقلبی - به ویژه در کلاس‌های دارایی بالاتر - یک ریسک زنجیره تامین مستند در بازارهای بست کالا هستند و به طور موثر از طریق خرید قابل ردیابی همراه با آزمایش‌های تایید آزمایشگاهی دوره‌ای شخص ثالث شناسایی می‌شوند.

برای خرید مهره‌های شش ضلعی فولاد کربنی با حجم بالا که برای کاربردهای ساختاری یا ایمنی بسیار مهم است، انجام یک بازرسی قبل از ارسال (PSI) از طریق یک آژانس بازرسی شخص ثالث معتبر - که تأیید ابعاد، تست سختی، و نمونه‌برداری بار اثبات را پوشش می‌دهد - قبل از انتشار محصول به تنهایی نمی‌تواند محافظت بصری در برابر پرداخت را ارائه دهد. شناسایی.