Skruvar i låga och/eller höga temperaturer

Skruvar och pinnskruvar som skall uppfylla kraven enligt EN ISO 898-1:2009 del 1, utvärderas endast i en omgivandetemperatur mellan 10 0C till 35 0C. Det innebär att vid höga eller låga temperaturer uppfylls inte de angivna mekaniska egenskaperna. Och det är användarens ansvar att se till att de mekaniska egenskaperna uppfylls när skruvar eller pinnskruvar används utanför det angivna temperaturintervallet.

Vid höga temperaturer varierar de mekaniska egenskaperna på ett antal olika sätt. Skruvar som sitter i höga temperaturer tappar ordentligt med klämkraft. Vid låga temperaturer sker också betydande förändringar av egenskaperna, särskilt för slagseghet.

Information om material för användning vid höga och/eller låga temperaturer ges i EN 10269, ASTM F2281 och i ASTM A 320/A 320M. EN 10269 begränsar sig till uppgifter om materialet, inte lämpligheten av materialet till en specifik applikation. Vid valet av skruvmaterial måste konstruktions- och säkerhetskraven för den specifika applikationen beaktas.

Genom tillsatser av olika mängder legeringsämnen får stålet mera kvalificerade egenskaper. Legeringsämnen i halter från 0.01 procent upp till 0.2 procent som t.ex. aluminium, niob, vanadin och titan i kombination med kväve åstadkommer en hållfasthetsökning genom en minskad kristallkornstorlek.

Utöver möjligheten att legera kan man värmebehandla stålet för att uppnå högre sträckgränser med bibehållen seghet.

Exempel på skruvmaterial enligt EN 10269/A1:2006
1.5523 – 19MnB4 1.1133 – 20Mn5
1.1181 – C35E 1.7218 – 25CrMo4
1.1191 – C45E 1.7233 – 42CrMo5-6
1.5511 – 35B2 1.7225 – 42CrMo4

1.7225 – 42CrMo4

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

0.38 – 0.45

max 0.4

0.6 – 0.9

max 0.025

max 0.035

0.9 – 1.2

0.15 – 0.3

Järn (Fe). Den största beståndsdelen i stål. Rent järn saknar styrka och är mycket mjukt.

Kol (C). Kolhalten kan variera från 1 procent för mycket hårda stål till endast några hundradelar. Stål med låg kolhalt blir mjuka och formbara. Sträckgränsen för ohärdade stål ökar med ökande kolhalt. Vid kolhalter över 0,5 % försämras dock segheten.

Kisel (Si). Vid gjutning av stål tillsätts antingen kisel eller aluminium för att binda syre så stålet blir tätat. Tillsats av kisel påverkar egenskaperna för stålet vid varmförzinkning. Aluminiumtätade stål för varmförzinkning skall ha låg kiselhalt, under 0.03 procent. Kiseltätade stål med en kiselhalt från 0.15 procent fungerar bra vid varmförzinkning, men ger tjockare skikt än de aluminiumtätade stålen.

Mangan (Mn). Mangan höjer sträckgränsen utan att påverka andra egenskaper negativt. Mangan i stålsmältor verkar som desoxidationsmedel och sänker svavelhalten i stålet.

Fosfor (P). Förorening i stålet. Halten måste hållas låg för att stålet skall uppnå seghetskraven.

Svavel (S). Förorening i stålet. Halten måste hållas låg för att stålet skall uppnå seghetskraven. 

Krom (Cr). Ökar hårdheten, styrkan och motståndskraften mot korrosion och oxidation. Stål med ca 30 procent krom har en värmebeständighet på upp till ca 1100 grader 0C.

Molybden (Mo). Molybden höjer styrkan, hårdheten, segheten och värmetåligheten. Molybden är även korrosionsbeständigt. Molybden har en bland de högsta smältpunkterna av alla grundämnen.

Sträckgräns (N/mm2), den högsta spänning som ett material tål utan att formförändring kvarstår när lasten avlägsnats.  Vid spänningar lägre än sträckgränsen förblir materialet elastiskt. Sträckgränsen brukar anges till den punkt där värdet på den plastiska deformationen uppgår till 0.2 %. Genom att parallellförskjuta den elastiska delen av dragprovkurvan med 0.2 % får man den skärningspunkt som definierar sträckgränsen.

Draghållfasthet (N/mm2), Hur mycket en skruv eller provstav tål att dras ut innan den går sönder. Draghållfastheten är väldigt olika för olika material och påverkas av bl.a. i vilken temperatur provet utförs.

Förlängning (%), Längden efter brott i förhållande till utgångslängden. (l/L)

Areareduktion (%), Arean efter brott i förhållande till utgångsarean. (a/A)

1.7225 – 42CrMo4
Diameter (mm) Sträckgräns (0.2 %) (N/mm2) Draghållfasthet (N/mm2) Förlängning (%) Areareduktion(%)
upp till 16 900 1100-1300 10 40
17-40 750 1000-1200 11 45

Disclaimer