抛块砖，都来说说螺钉的高温防松

icegoods

在其他群有人问了个问题：
在900摄氏度情况下螺钉的防松怎么处理。
初始用的304失效了，说是打算换成316 加上316弹簧垫片



有人讲：310S,或者319兴许可以。晶相相对稳定。一般金属到850C都是退火温度了，重结晶  
也有人讲：这么高的温度 为啥别人天天讨论膨胀系统 你们就抓着螺丝不放呢，认为不是螺丝的问题，主要考虑膨胀与热应力
还有人讲：螺栓其实就是起到个固定作用，提供个剪切力矩。中间加个隔热垫，隔热套筒，温度不就下来了
燃气轮机叶片材料，已经很耐高温了，但是如果直接高温下也很快就挂了。人家不也是通过叶片内的冷却系统做到降温的


讨论看起来很热闹，群里好像也没有讨论清楚，材料问题是肯定的，具体还有什么措施实现防松。

zerowing

首先，分清一点，螺钉和螺栓紧固形式上的区别。一般来说，螺栓以螺母配对，以夹心饼干的四层形式出现。被紧固位置或直接或间接接触。螺钉则多以三明治形式或者紧定形式出现，可以近似理解为一个螺栓连接只夹了一块板，或者透过一块板顶另一块板。连接紧固形式上的区别决定了最终失效时的表象和产生原因的不同。这个条件要讲清楚，否则分析起来就没有头绪。
其次，热模型问题的分析，第一个步骤就是构建热模，画等温线，找到那个热变趋势，找到导热流道，分清哪里是热源，哪里是散热点。没有这个工作，那后面就都是猜的，没有依据了。
然后，一般的说，连接紧固的接触部分，热导率低于原金属材料本身，空气间隔的部分低于接触部分。由此，一般的说，螺杆本身受热影响的伸长量相较热源（如果在紧固基体上）要小一些，在螺纹塑性变形失效前，紧固本身不应失效。螺纹处的热影响存在，但是由于螺旋形式的复合接触方式，螺纹处本身的热变性失效几率较低。这是对于螺栓而言。对于紧定形式的螺钉而言，主要考虑热影响中螺钉同紧定件的脱离性。而这个脱离性主要取决于紧定基体和被紧定体的热变形。
此外，源于材料本身的温度失效，是针对永久变形、断裂的失效形式考量的主要因素之一。比如高温的蠕变性，相变的强度变化等等。
接着，是楼上寂静大侠（应该是天花板大侠吧）提到的部分，由于热影响形成的连接体变形不均，会诱发螺钉或螺栓连接由二力状态变为带弯距的复合状态，从而额外的疲劳源，诱发失效。这个必须要根据热模型详细判断。
还有，静热模型和交变热模型不同，影响也不同。脉冲交变和弦波交变的影响也不同。这个都要根据你的实际情况逐步的去分析判断。
先说这些吧。一些个人经验，供参考。

groyne

具体问题竟然妄图广普分析。

icegoods

找了本 《火力发电厂高温金属运行 》，这书和我年纪一样大，这年头资料真不缺，随便一搜一大堆资料！带着问题从高温合金视角开始，一目十行瞄了瞄，博大精深，一看目录就觉得材料学太浅了，人家几十年前的东西够啃几个月的了。

icegoods

《DL_T 439-2006 火力发电厂高温紧固件技术导则》
也是可以看看的资料

寂静回声

900度和100度时，304的线膨胀系数就不一样。不说螺牙变形，就说被固定件吧，从常温升到900度，其自身形状就发生变化。
举个栗子，图中固定条，常温状态台阶孔

900度状态台阶孔

明显隆起，这变形是夸大的，但显而易见，热变形会别住螺钉。如果再算上螺杆高温蠕变
超_超_临界汽轮机汽缸紧固螺栓高温蠕变断裂研究
http://wenku.baidu.com/view/dd6c680e52ea551810a68777.html
转子联接螺栓的蠕变及蠕变寿命分析
http://wenku.baidu.com/view/3c869b27bcd126fff7050b0b
紧固件选用之火电用高温螺栓的寿命
http://www.shanghaidite.com/detail.asp?id=287

coolcyd

高温下，材料的抗蠕变性能也会影响螺栓锁紧力能否长时间保持一致，弹性变形慢慢会变成塑形变形？

icegoods

《金属材料的高温强度理论·设计》  这书又是一扇窗，瞄了几眼，静不下心看，光顾着找900度的玩意了

icegoods

zerowing 发表于 2017-3-24 00:27
首先，分清一点，螺钉和螺栓紧固形式上的区别。一般来说，螺栓以螺母配对，以夹心饼干的四层形式出现。被紧 ...

问题本主提了个问题，虽然提得比较空泛，但是引入了900度，问题就大了，一开始看他们讨论的结论不是很满意，至少不能说服我，我呢也是顺着900度的问题看点资料学习下。提出问题的人觉得可以凑合那就凑合呗，我预计做的东西也不是什么高附加值的玩意，但是不影响我个人深入问题，我把这个问题可以自己展开思考，就这么个出发点。

我向对方要了下面这个图，M6螺钉，底下热源900度，顶上15mm的板子实测温度600度

icegoods

看到一本书讲螺纹联接讲得比较清楚，鬼子70年写的书，基本上都讲到了，啃完估计不会再问螺纹连接的一般性问题。《螺纹联接的理论与计算》 ，微盘一搜就能找到