Robuste Stahlschrauben

Bei der Materialauswahl für Hochleistungsstahlschrauben wird in der Regel Chrom-molybdänlegierter Stahl wie 42CrMo4 bevorzugt. Nach der Abschreck- und Anlassbehandlung erhält man unter Berücksichtigung hoher Festigkeit und ausreichender Zähigkeit ein gleichmäßiges vergütetes Sorbitgefüge. Gemäß den Bestimmungen von ISO 898-1 für Verbindungselemente der Güteklasse 10.9 sollte der Härtebereich zwischen HRC 32 und 39 liegen. In der tatsächlichen Produktion wird die Härte häufig auf HRC 36 plus oder minus 1 eingestellt. Der entsprechende Zugfestigkeitsgarantiewert bei dieser Härte übersteigt eintausend Megapascal. Gleichzeitig kann laut ASTM im Charpy-Schlagtest E23 die absorbierte Aufprallenergie bei minus 40 Grad Celsius immer noch mehr als 35 Joule erreichen, was darauf hindeutet, dass das Material eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Sprödbruch bei niedrigen Temperaturen aufweist und sich besonders für Windkraftfundamente in kalten Zonen oder Schraubverbindungen auf Polarbohrplattformen eignet. Der Gewindegrund wurde glatt gerollt. Gemäß der Berechnung des Spannungskonzentrationsfaktors nach VDI 2230 kann der effektive Spannungskonzentrationsfaktor für normale Schneidgewinde von 2,5 auf 1,6 reduziert werden, wodurch die Ermüdungslebensdauer bei gleicher Wechselbelastung um etwa 50 % verlängert und die Sicherheit im Langzeitbetrieb gewährleistet wird.

 

 

In einer Umgebung, in der Korrosion und Schmierung zusammenwirken, sind die Auswahl der Oberflächenbeschichtung und die Kontrolle der Installationsparameter für Hochleistungsstahlschrauben von entscheidender Bedeutung. Die Dicke der üblicherweise verwendeten Zink-Nickel-Legierungsbeschichtung beträgt acht bis zwölf Mikrometer. Laut Salzsprühtest ASTM B117 übersteht es 1.200 Stunden ohne Rotrost, was besser ist als die 700 Stunden Feuerverzinkung. Gleichzeitig wird die Oberfläche mit einer festschmierstoffhaltigen Versiegelungsschicht nach DIN überzogen. Nach der Reibungskoeffizientenmessung 946 liegt der Gesamtreibungskoeffizient stabil zwischen 0,1 und 0,14, was deutlich niedriger ist als die 0,18 bis 0,25 einer gewöhnlichen Phosphatierungsbehandlung, wodurch die Abweichung der Voranzugskraft bei gleichem Anzugsdrehmoment von plus/minus 15 % auf 7 % reduziert und die Verbindungskonsistenz verbessert wird. Gemäß NASM 1312-7 wurde der seitliche Vibrationstest durchgeführt. Unter den Bedingungen einer Frequenz von 30 Hz und einer Amplitude von 2 mm behielt die Restvorspannkraft nach 20.000 Vibrationen immer noch 88 % des Ausgangswerts bei, während bei herkömmlichen verzinkten Schrauben nur noch 70 % verblieben waren. Daher wird diese Schraube häufig in wichtigen Teilen wie Eisenbahnschienenbefestigungen und schweren LKW-Fahrgestellen verwendet, die den wechselnden Auswirkungen von ständigen Stößen und Korrosion ausgesetzt sind, wodurch die Wartungshäufigkeit effektiv reduziert wird.

 

 

 

 

 

 

 

 

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