一、高强度钢结构螺栓材质
高强度钢结构螺栓的“高强度”主要通过材料选择和热处理实现。其材质通常为低碳合金钢或中碳钢,经淬火和回火处理后达到规定强度等级。作为关键紧固件,高强度螺栓的材质和热处理工艺直接决定连接安全。
1、性能等级的基本含义。
钢结构用高强度螺栓的性能等级以“X.Y”表示,小数点前数字表示公称抗拉强度的十分之一,小数点后数字表示屈强比。例如8.8级表示抗拉强度不低于800MPa,屈强比为0.8;10.9级表示抗拉强度不低于1000MPa,屈强比为0.9。
2、8.8级螺栓的常用材质。
8.8级高强度螺栓常用35号钢、45号钢等中碳钢制造,经热处理后达到规定强度。部分产品也采用40B等硼钢。8.8级在大六角头高强度螺栓中有应用。
3、10.9级螺栓的常用材质。
10.9级是钢结构高强度螺栓中应用最广的等级,常用20MnTiB、35VB、35CrMo等合金结构钢。其中20MnTiB适用于M24及以下规格,35VB、35CrMo可用于M27、M30等较大规格。
4、扭剪型螺栓的材质。
扭剪型高强度螺栓连接副目前国内仅有10.9级一个等级,材质与10.9级大六角头螺栓类似,常用20MnTiB等合金钢。
5、材质与热处理的关系。
高强度螺栓的强度不仅取决于材质,还依赖热处理工艺。淬火使钢材获得高硬度,回火调整韧性和塑性。未经正确热处理的螺栓即使材质合格,也可能达不到对应性能等级的要求。
6、螺母与垫圈的材质匹配。
高强度螺栓连接副中的螺母和垫圈也需与螺栓性能等级匹配。例如10.9级螺栓通常配10H级螺母,垫圈硬度要求HRC 35~45。三者应同批生产、同批热处理,以保证连接副性能一致。
二、高强度钢结构螺栓有没有全丝的
高强度钢结构螺栓存在全螺纹形式,但工程中更常用的是半螺纹(部分螺纹)形式。两者各有适用条件。
1、全螺纹高强度螺栓确实存在。
相关行业标准中曾包含高强度六角头全螺纹螺栓的规格,建筑机械与设备领域有对应的标准规定。此外,也有团体标准针对防腐高强度六角全螺纹螺栓制定技术规范。因此,全螺纹高强度螺栓在市场上并非不存在。
2、工程中更常用半螺纹形式。
建筑钢结构用高强度大六角头螺栓和扭剪型高强度螺栓的标准中,规定的通常是半螺纹(部分螺纹)形式。螺纹长度约为螺栓公称直径的1.75~1.88倍,其余部分为光杆。
3、全螺纹与半螺纹的性能差异。
半螺纹螺栓的光杆部分直径大于螺纹部分,可承受更大的剪力。全螺纹螺栓的螺纹贯穿全长,在受剪部位若螺纹通过剪力面,承载能力会有所降低。因此,涉及剪切连接的部位通常不宜选用全螺纹螺栓。
4、全螺纹螺栓的适用场景。
全螺纹螺栓适用于夹紧长度变化较大、需要较长螺纹调节范围的场合,或主要用于受拉的连接。其优点是适应性好,但制造成本通常高于半螺纹螺栓。
5、选用时的注意事项。
选用全螺纹高强度螺栓时,应确认其性能等级和材质是否满足设计要求,并检查螺纹是否通过剪力面。若连接以受剪为主,应优先选用半螺纹螺栓或采取相应设计措施。
6、相关标准的现状。
目前建筑钢结构领域常用的GB/T 1228和GB/T 3632标准中,规定的是半螺纹形式。全螺纹高强度螺栓更多出现在特定行业标准或团体标准中,通用性不如半螺纹产品广泛。