[发明专利]具有高屈服极限比的超高强度螺钉

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度螺钉、一种具有高强度螺钉和结构件的螺钉连接以及一种用于制造高强度螺钉的方法。

背景技术

由德国专利申请DE102008041391A1已公开了具有贝式体组织的超高强度螺钉、具有这种螺钉和结构件的螺钉连接以及用于制造这种螺钉的方法。这种贝式体组织通过中间阶段调质处理产生并基本上在螺钉的整个横截面上延伸。因此所述螺钉具有至少1.400N/mm²的抗拉强度R_m。通过贝式体组织，所述螺钉就具有极其高的强度值并结合有最大的韧度值。所述螺钉特别是具有小于90％并最好小于80％的屈服极限比(屈强比)。

另外的现有技术被描述在上述德国专利申请DE102008041391A1的“现有技术”段落中。

在上述德国专利申请DE102008041391A1的审查程序中公开了其他的现有技术。在此涉及的是文献DE2817628C2，DE1758287A，DE1558505A，DE2326882A，DE69807297T2，JP09263875A日本专利摘要，DE102005004712A1以及在“DerKonstrukteur4”，1986，40、42、44页中的“超弹性范围内的连接元件“配合-应变-螺钉”-多次旋拧”。

发明内容

本发明的任务是，提供具有高延展性的高强度螺钉，其很好地适用于多次拧紧。

本发明的任务按照本发明借助独立权利要求的特征方案被解决。

另外优选的本发明结构方案由从属权利要求中获得。

本发明涉及具有贝式体组织的高强度螺钉，其具有至少0.95的屈服极限比。

此外本发明涉及具有这种高强度螺钉和结构件的螺钉连接，所述结构件与高强度螺钉螺接。

本发明也涉及用于制造强度螺钉的方法，在该方法中，具有贝式体组织的螺钉被如此热处理，以至于所述螺钉获得至少0.95的屈服极限比。

屈服极限比：屈服极限比被理解为0.2％-屈服极限R_p0.2与抗拉强度R_m之比。

高强度螺钉：高强度螺钉被理解为具有至少800N/mm²抗拉强度R_m的螺钉。迄今在现有技术中高强度螺钉基本被理解为强度级8.8、10.9和12.9的螺钉。

超高强度螺钉：超高强度螺钉被理解为具有至少1400N/mm²抗拉强度R_m的螺钉。

均匀应变：均匀应变被理解为在拉力试验中当给螺钉施加与抗拉强度R_m匹配的负荷下相对初始长度的塑性的长度变化。因此均匀应变说明，所述螺钉在这个区域中不缩颈，而是均匀地延展。

所述新型螺钉具有至少0.95的屈服极限比。在约1的屈服极限比情况下所述屈服极限大致相应于强度极限，其中，在此说成弹性/理想塑性的特性。所述螺钉被塑化加工并然后在进一步拧紧直至断裂时实际上不再获得强化。这种螺钉最佳地适用于所述螺钉连接通过屈服极限可控的拧紧方法以及用接合扭矩+转角之方法的拧紧。

大于1的屈服极限比意味着，所述螺钉在达到屈服极限时具有其最大强度和预应力并且所述预应力然后又稍微下降到常数水平(见图3)。然而在通过扭矩和转角的拧紧情况下这种稍微的下降是毫无问题的。

具有高屈服极限比的所述新螺钉还特别好地适合于一种屈服极限控制式拧紧方法。在这种拧紧方法中由螺钉工具持续地监视扭矩/转角曲线中斜率的变化。因为这个斜率在屈服极限点与霍克直线偏离，因此所述屈服极限点可以通过这个变化被探测。但在现有技术中这个探测是实际上不可能的或是很难实现的，因为所应用的材料不具有突出的屈服极限并因此从霍克直线至塑性区域中的过渡只是比较缓慢并且无特点地进行。在本发明的螺钉大致1的新屈服极限比情况下这个过渡此时是明显可识别的并因此即使在比较恶劣的工作条件下也是可单义和清晰地探测的。

所述新螺钉很接近于弹性/埋想塑性的特性并同时具有高度的变形能力。基于这种高的屈服极限比和好的变形能力就能实现螺钉强度及变形能力并因此最大可能预应力一种几乎完全的利用。此外可以的是，在多次的重复拧紧中施加仅具有较小的塑性变形的最大可达到的预应力。因此螺钉的这种全部变形能力甚至在多次超弹性拧紧性况下也可提供用于重复拧紧。