Чи прийнятні стандартні конструкційні болти для будь-якого холодного клімату?

Технічні умови для стандартних болтів ASTM A 325 не містять переліку мінімальних температур обслуговування. Я думаю про зовнішні програми, такі як Аляска чи Канада (мінімум -60F) і цікавлюсь, чи холодні температури вплинуть на болти.

Існує тип болта ( ASTM A 320 ), який має марку, яка визначає випробування при низьких температурах (-150F). Ці болти здаються для кріогенних споруд. Здається, що це надмірне вбивство для більшості відкритих локацій, де найхолодніша із зафіксованих на Землі температура повітря в Антарктиді становить близько -128F .

Чи стурбованість стосується стандартних конструкційних болтів? Чи можуть застосовуватися європейські стандарти?

Так, щоб відповісти на ваше запитання прямо, холод може викликати занепокоєння для стандартних конструкційних болтів, оскільки холод може турбувати майже будь-який метал чи пластик. Я можу дати деяке розуміння того, чому холод є фактором, але хочу зрозуміти, що я не можу дати рекомендацію щодо прийнятних температурних діапазонів для стандартних болтів, тому якщо ви не можете знайти деякі дані для забезпечення належної роботи з них, можливо, найкраще використовувати низькотемпературні болти, щоб бути безпечними.

У металах це явище відоме як пластичний крихкий перехід, який відбувається при певній температурі на основі матеріалу та швидкості деформації. Зауважте, що це означає, що це залежить від того, наскільки швидко ви деформуєте матеріал, а не від сили, яку ви застосуєте.

Існує два типи деформації: еластична (де матеріал повертається до початкової форми) і пластична (де матеріал постійно деформується.) На молекулярному рівні еластична деформація відбувається, коли зв’язки між молекулами в матеріалі розтягуються. Оскільки не відбувається постійної зміни структури, матеріал може зберігати свою первісну форму. Однак у певний момент структура починає змінюватися, часто у формі руху дислокації. Існуючі дефекти в матеріалі починають рухатися, і цей рух не може бути спонтанно повернутий, викликаючи постійні зміни.

Легкість та швидкість руху дислокацій частково залежать від температури. Температура - це міра енергії, і якщо в матеріалі більше енергії, частина цієї енергії йде в бік дислокаційного руху. Це важливо, оскільки дислокаційний рух може допомогти запобігти перелому. Тріщини існують у всіх частинах, їх неможливо уникнути, а частини будуть руйнуватися на цих тріщинах, оскільки там зосереджується напруга, і матеріал, природно, слабший.

При цих тріщинах частина енергії надходить на формування нових поверхонь (поширюючи тріщину далі на частину.) Більшість решти енергії йде на переміщення дислокацій, пластично деформуючи матеріал. Якщо матеріал занадто стійкий до деформації (занадто крихкий), деформація не витрачається на енергію, залишаючи більше енергії для розповсюдження тріщин. Це є причиною того, що метали мають більші шанси на руйнування при нижчих температурах. При певній критичній температурі матеріал стає більш крихким, ніж пластичний, і його міцність на руйнування значно знижується.

Визначити цю температуру не просто з теоретичного погляду, і, як правило, це робиться експериментально.

Ця стаття - це те, що я використовував для оновлення пам’яті з мого класу поведінки з молекулярними матеріалами, це хороша корисна інформація, але я б не переживав за те, щоб завалитися в математиці, оскільки це надзвичайно складно для не спрощених випадків. Однак пояснення не такі вже й погані.

Як я вже говорив у верхній частині, проста відповідь - так, це вплине на міцність болта, і я думаю, що стандарти неохоче дають конкретні відповіді, якщо болт не розрахований на температурний діапазон, оскільки розмір болта, розмір дефекту та тип завантаження може все це вплинути на це.