CN1130505C - 螺纹和用于高使用温度的螺纹连接 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种构件的螺纹(1)，该螺纹(1)沿螺纹轴线(2)延伸并具有螺纹结构(3)，用于与具有相配螺纹结构(5)的第二个构件的相配螺纹(4)啮合，以构成螺纹连接。第一个构件和第二个构件的弹性和/或热变形特性彼此不同，其中螺纹结构(3)能预期变形，以便补偿在预定的热机械负荷下的弹性和/或热变形，以及有一个直径(D)恒定的圆柱形螺纹区(7)。此外本发明还涉及一种用于高使用温度的螺纹连接。
Description
技术领域
本发明涉及具有一种螺纹结构的沿螺纹轴线延伸的螺纹，用于与具有相配螺纹结构的相配螺纹啮合以构成螺纹连接。本发明还涉及用于高使用温度的螺纹连接。
背景技术
由具有螺纹的螺栓与相配螺纹(螺母螺纹)组成的螺纹连接应用于许多工程领域中，如机械制造、设备制造，和电子技术中。它们通常将两个零件互相连接并固定在一起。在这方面有一种极端情况是小型螺纹连接，它应用于室温和只须传递小的力，而另一个极端是大型螺纹连接，它们必须在高的温度下传递大的力。
由Illgner，K.H.和Blume，D.所著“Schraubenvademecum”(1976年，Bauer&Schaurte Karcher公司，Neuss，德国)尤其3.5节已知，在螺纹连接的螺纹弹性变形时，在不同的切口部位存在不同的缺口应力集中系数，它们影响耐疲劳强度。在其中螺纹和相配螺纹沿负荷方向互相啮合的起始区决定耐疲劳强度。为了在螺纹和相配螺纹的螺纹结构相同时减小在此起始区内产生的过大负荷，可以改变螺母螺纹的形状。这种形状改变在于，螺母的外径在起始区最小，以及逆负荷方向单调增加(拉拔螺母，环形车削螺母)。用于起始区卸荷的其他方法包括，在起始区采用重叠的螺母螺纹、螺母螺纹锪孔以及开卸荷槽。
由EP 0008766B1已知在具有不同的线膨胀系数的零件之间的螺纹连接。为了减小螺纹连接内的应力以及为了在更高的工作温度使用螺纹连接，规定在环境温度下制成锥形。这种锥形通过径向间隙沿螺纹轴线线性变化形成，在这种情况下径向间隙沿具有较大线膨胀系数的零件的负荷方向增大。采用这种沿螺纹全长呈锥形收缩的设计，螺纹连接只能在热态下有可靠的应力。相反，在冷态，亦即处于环境温度时，不能将拧紧力有效地传给螺纹连接，也不能可靠地承受预紧力。
在US 2770997中介绍了一种包括螺母螺纹和与螺母螺纹啮合的螺栓螺纹的圆柱形螺纹连接。在这里螺母螺纹和螺栓螺纹的材料有不同的热膨胀系数，例如螺母螺纹用陶瓷材料，而螺栓螺纹用一种有较大热膨胀系数的材料(一种金属)。为了在从约20℃至900℃这样一个大的温度范围内能使用陶瓷-金属螺纹连接，在圆柱形螺纹连接中沿圆柱轴线规定螺母螺纹与螺栓螺纹的螺距匹配，所以能部分补偿高温时的失配。为此螺母螺纹和螺栓螺纹的螺距设计为在一温度上极限时螺距匹配。
发明内容
本发明的目的是为一个构件提供一种沿螺纹轴线延伸的螺纹，它沿螺纹轴线有基本上均匀的负荷分布。本发明的另一个目的在于提供一种用于高使用温度的螺纹连接。
按本发明针对螺纹提出的目的通过第一个构件的一种螺纹达到，此螺纹沿螺纹轴线延伸并有一种螺纹结构，用于与具有相配螺纹结构的第二个构件的相配螺纹啮合，以构成螺纹连接，在这里第一个构件和第二个构件的弹性和/或热变形特性彼此不同，其中此螺纹结构有预期的变形，以补偿在预定的热机械负荷下的弹性和/或热变形，以及有一个直径恒定的圆柱形螺纹区；与此同时设另一个螺纹区，它沿轴向与圆柱形螺纹区邻接，在此另一个螺纹区内直径沿螺纹轴线改变。
在这里不同的变形特性可通过例如即使构件材料基本相同和有相同的弹性模量但构件仍可有不同的刚度实现，甚至在构件的冷态也是如此。第一构件在螺纹的周围有第一种材料，而第二个构件在相配螺纹的周围有第二种材料。这两种材料可以有相同、类似或明显不同的弹性、塑性和/或热力学的材料特性。优选地在这里涉及化学成分不同的材料或有至少不同材料性质的合金。但也可以使用具有相同材料成分和相同材料性质的合金。
采用按本发明的螺纹第一次实现有目的地预期变形，与迄今的实践相比它们仅仅是采取措施实现减少可望发生的应力过高，即，使螺母的刚度与螺栓的刚度相配。与此同时第一次保证即使在不变形的状态，亦即在室温的装配状态，也能通过螺纹可靠传力和承受负荷。
有关热变形，按本发明以下列认识为出发点，即，对于螺纹旋接，在高温时对使用的螺纹材料提出了严格的要求。在汽轮机中当高于某个温度极限，例如超过500℃，尤其超过580℃时，不再能使用或由于强度低而不再适合采用铁基的螺纹材料。在这种情况下可考虑的螺纹材料有与在此温度下通常采用的耐高温铁基螺母材料，例如法兰材料相比不同的(大得多的)热膨胀系数。在高温下，由于热膨胀差，在螺纹内发生将负荷重新分配给本来就有高负荷的第一螺纹区(啮合起始区)。这就不允许使用热膨胀大的螺纹材料，因为会产生不允许的高应力值。因此，按本发明第一次提供了螺纹的一种变形恰当的设计，从而抑制或至少降低了高温时附加的螺纹应力，并因而也允许螺纹和相配螺纹采用具有不同的热膨胀特性的材料。
这尤其在应用于蒸汽温度超过550℃，特别是超过580℃的汽轮机中时是有利的。因此在这种高的使用温度下可放弃法兰与螺钉材料的材料配对，所谓材料配对就是使它们在其热膨胀特性方面是同类型的，或者使它们的热膨胀特性不会导致在高温时螺纹应力不允许地集中在某些部位。也就是说在按这种方式进行材料配对时，当温度增加时要求采用更大的螺纹截面。这当然受材料持久强度随温度增加而下降的限制以及受材料可能的使用极限的限制，例如由于出现材料技术方面的效应，如持久缺口脆性。从现在起，同类材料的这种缺点通过可采用不同材料的可能性而得以消除。
在高温和采用耐高温的材料时，例如法兰采用10％铬钢，螺栓采用镍基例如Nimonic 80A，传统的螺纹和相配螺纹产生热膨胀差，它促使第一螺纹区(啮合起始区)由于负荷再分配而有更高的应力。其原因是螺栓材料有比法兰材料更大的热膨胀；这使得从螺纹连接第一个承力的螺纹侧面起，螺栓螺纹相对于螺母螺纹加长。这导致后继的那些侧面卸荷，以及在有些情况下由于温度引起的螺距误差导致位于螺纹连接深处的侧面脱开啮合，并因而使第一螺纹区(啮合起始区)的负荷进一步增加。在有些情况下这可能要求显著减小负荷以及在总体上怀疑螺纹连接的工作可靠性。通过按本发明考虑到不同热膨胀的螺纹预期变形同样解决了这一困难问题，所以啮合起始区直至使用温度和更高的温度，负荷肯定小于允许的临界负荷。
在这里，螺纹连接的螺纹变形恰当地设计为，在使用温度下由于热膨胀形成有利的通过热变形本身造成的支承特性。在这种情况下螺纹的热变形事先补偿。螺纹加工后与传统的螺纹相比，例如在螺纹形状、锥度、螺距或螺纹断面形状方面有目的地存在差异，这种差异在规定的使用温度时通过热膨胀全部或部分得到补偿。因此，由于不同的热膨胀形成均匀分布的支承特性。在任何使用温度和针对任何相配螺纹的使用负荷(力的传递)下对热膨胀的考虑，可通过分析或借助于可从市场上获得的基于有限元法(FEM)、边界元法(BEM)或有限差分法的计算程序事先方便地进行。在这里，为了设计螺纹，计算方法可与众所周知的热机械学的材料方程有关，在这些方程中考虑不同的弹性模量和热膨胀系数。具有这种螺纹形状的螺纹加工，尤其对于通过切削制成的螺纹，可借助数控工具机床方便地实施。
显然，按本发明的预期变形也可以使用在基本上恒定温度下的纯弹性变形以及弹塑性变形中。因此，即使在纯弹性或弹塑性变形时也能改善啮合起始区的耐疲劳强度，这对于整个螺纹连接的耐疲劳强度有决定性意义。根据设计，啮合起始区的改善效果可达到两倍，所以对螺纹连接的耐疲劳强度而言螺纹的另一区成为关键。因此这种螺纹也适合在尺寸比较小或结构简单的传统螺纹技术的广泛范围内应用，在传统螺纹技术中，螺纹构件的螺纹和相配螺纹只存在不同的弹性变形特性。显然，预期变形也可以考虑针对热和弹性或弹塑性变形。
在冷态，亦即在正常温度，基于要考虑到形状改变后的几何尺寸，因而螺纹有一种与传统的螺纹不同以及也能集中在少量螺距上的支承特性。这无疑是允许的，因为螺栓和法兰材料的负荷能力在冷态比在高的使用温度时强得多。此外，当在汽轮机内应用时，螺纹的最大应力通常在用螺栓压紧的零件上(例如透平壳体、螺栓连接的盖)只有在全压力加载时才出现。在汽轮机中这种全部加载原则上在高温下进行，螺纹几何尺寸有目的地针对这种情况加以改进。
尽管如此，还可以采取一些措施，它们有目的地减少在冷态下应力较高的影响。在这种情况下优选地将一个螺纹区设计为标准螺纹，通过它在冷态可靠地支承螺纹拧紧力。在温度提高时，此螺纹区由于其他预期变形的螺纹区而卸荷。采用这种设计使螺纹的支承特性在一个大的温度范围内，亦即例如从室温到使用温度实现均匀化。
按另一种优选的设计，螺纹沿螺纹轴线有一种至少区域性改变，尤其单调增加的直径。在这里螺纹结构可至少在一个螺纹区设计为隆凸的，在这种情况下螺纹包络线的切线与螺纹轴线的平行线相交成一锐角。此角度连续地尤其单调减小。它可以趋向于零。此螺纹结构也可以至少在一个螺纹区设计成相对于螺纹轴线成锐锥角的锥形。此锥角优选地在0.1°与1.0°之间，尤其约0.3°。在锥形的螺纹区上优选地逆负荷方向，亦即沿离开啮合起始区的方向，连接一个直径恒定的圆柱形螺纹区。
在这里优选地实施第一个螺距沿径向从螺纹出发有目的地回退(在螺纹起始区内外螺纹的直径减小或在此区域内的内螺纹直径增大)。由此引起的螺纹齿侧面沿径向的回退，造成在第一螺纹区(啮合起始区)内螺纹和相配螺纹两个相邻侧面之间的间隙。对于未变形(理想)的螺纹，如此设计的螺纹齿没有啮合；在螺纹夹紧时侧面可重新接触，然而这不是必然的。因此，即使在纯弹性变形的情况下也能实现负荷在螺纹内沿螺纹轴线的均匀化。在适当地设计螺纹时，当热和/或弹性变形时，这些螺纹齿啮合并承受部分螺纹力。因此，与冷态相比，在螺纹连接的内部通过改变造型，负荷增大的侧面被减轻了负荷。由此使第一螺纹区的螺纹应力不再达到在标准的螺纹设计中出现的值。
通过适当选择锥角或采用其他恰当的直径变化，可良好地补偿热膨胀的影响。锥形螺纹区可有不同的螺距并与圆柱形螺纹区组合，以便例如获得冷态下更好的支承特性。此外，由此可实现附加地补偿在标准螺纹中出现的(由于弹性变形引起的)第一螺距高的负荷。对于用于阴螺纹的10％的铬钢和用于螺栓螺纹(600℃)的镍基合金例如Nimonic 80A，在使用温度约600℃时，为了热补偿优选的锥角约为0.3°。锥角优选地按这样的方式选择，即，在使用温度下第一螺纹区(啮合起始区)啮合并承力。
与那些锥螺纹相比，亦即与那些为了在螺纹内获得密封效果或通过径向夹紧用于防松，以及为此其中要么两个锥角相同的锥螺纹配对，要么一个锥形的与一个圆柱形的螺纹配对成随着不断旋入螺纹间隙变小的锥螺纹相比，上述锥形螺纹中螺纹间隙朝第一个螺纹齿方向增大，以便在工作状态有目的地使它卸荷。
按另一种优选的设计，螺纹有至少一个螺纹区具有沿螺纹轴线方向变化的螺距。另一项优选的设计是，沿负荷方向在具有变化螺距的螺纹区上连接一个具有恒定螺距的螺纹区。
优选地，在螺纹与相配螺纹之间有目的地引入螺距差异，以补偿由于热和/或弹塑性膨胀引起的螺距偏差。在这种情况下螺栓螺纹的螺距小于与之相配的阴螺纹的螺距，阴螺纹有较小的热膨胀系数。在使用温度，由于螺栓更大的热膨胀导致螺距的均匀化。螺距可沿螺纹长度改变。优选地，为了在冷态获得有利的特性设一个螺纹区没有螺距差异，以及在螺纹起始区内设一个有较大螺距差异的螺纹区，以补偿第一螺纹区的附加负荷。
螺栓的装配和分解，可例如通过在螺栓螺纹与螺母螺纹之间造成温度差来保证，例如通过在旋入前加热螺栓，或通过采用相应地更大的侧面间隙来保证。
按另一种设计，螺纹有一个螺纹区具有变化的螺纹断面形状。为此，侧面的螺纹角可沿螺纹轴线改变。这种改变可单调地或阶梯式地进行，在后一种情况下两个区以分别恒定的但各不相同的螺纹断面形状互相邻接。同样可以令一个螺纹齿下降的侧面和上升的侧面有各不相同的螺纹角。优选地在具有改变的螺纹断面形状的螺纹区上连接一个尤其是具有恒定螺纹断面形状的圆柱形螺纹区。
螺纹断面形状的匹配状况会影响刚度以及各侧面的啮合。为此例如可以改变螺纹角、采用不同的部分螺纹角或使螺纹齿有其他的几何形状变化。
同样可以使螺纹包含用于预期变形的各项或全部措施的组合，如螺距变化、螺纹断面形状变化和直径设计。它们可总是在一对螺纹(螺栓螺纹或螺母螺纹)的一个螺纹上或两者上都实施。
优选地，此螺纹设计用于在使用温度超过500℃尤其超过580℃的情况下使用。优选地螺栓螺纹是制在镍基合金制的螺栓上。对于一个构件可至少在螺纹或相配螺纹的周围替换镍基合金而采用钴基合金或奥氏体钢。
针对螺纹连接所提出的目的通过一种用于高使用温度的螺纹连接来实现，它包括一种螺纹，其中，在此螺纹与相配螺纹互相啮合的情况下，当处于低于使用温度的正常温度时，在啮合起始区内此螺纹的螺纹结构与相配的螺纹结构之间留有间隙，或至少使处于接触状态的侧面卸荷。这种螺纹连接优选地制在汽轮机的法兰上。此法兰优选地用铬的重量百分比含量在9％至12％之间的铬钢制造。
附图说明
下面借助附图表示的实施例进一步说明螺纹和螺纹连接，附图中：
图1示出具有一个旋入法兰中的螺栓的螺纹连接的纵剖面；
图2A、3A、4A、5A分别示出类似于图1所示螺纹连接处于冷态下的局部剖面；以及
图2B、3B、4B、5B为在高的使用温度下分别与图2A、3A、4A、5A对应的局部剖面图。
具体实施方式
在所有的附图中相同的附图标记有同样的含义。
图1表示在未示出的汽轮机法兰12中的螺纹连接的纵剖面。法兰12有一设计为阴螺纹的相配螺纹4。在相配螺纹4(螺母螺纹4)中旋入沿螺纹轴线2延伸的螺栓13。螺栓13有设计为螺栓螺纹的螺纹1，它啮合在螺母螺纹4内。螺栓螺纹1有螺纹结构3，螺母螺纹4有相配螺纹结构5。由于螺栓13相对于螺纹轴线2旋转对称，所以螺栓13的纵剖面只表示了一半。螺栓13有一个垂直于螺纹轴线2的端面17，螺栓13将它旋在法兰12中至最深位置。从这里开始螺栓13将从法兰12的阴螺纹4伸出的区域表示为螺纹1在相配螺纹4中的啮合起始区14。在传统的螺纹中这一区域是决定螺纹连接耐疲劳强度的区域。
对于在图1表示的螺纹连接包括螺栓13为M120×6以及假定当温度600℃时螺栓应力为250N/mm2，获得下列数字计算结果。在计算时法兰12采用10％铬钢(X12CrMoWVNbN10-1-1)的热膨胀特性。这种钢当温度在20℃与600℃之间时平均热膨胀系数为12.7×10-6/k。若螺栓13采用11％铬钢(X19CrMoVNbN11-1)，在啮合起始区14显示出局部应力上升，当然这对于在温度低于耐高温非奥氏体螺纹钢约为560℃的极限温度时螺纹1的支承特性没有影响。这种局部应力上升由螺栓13和法兰12的不同刚度引起。
当具有传统螺纹的螺栓采用镍基材料例如Nimonic 80A时，由于不同的热膨胀系数，引起啮合起始区14强烈的应力上升。如计入材料塑性特性的有限元计算表明的那样，这导致法兰12中大的塑性伸长，它们可能等于法兰材料的断裂伸长。对于交变的热负荷，在有些情况下这可能导致法兰12中的螺纹线破坏。Nimonic 80A平均的热膨胀系数在600℃时约为15×10-6/k。
当采用具有锥形设计锥角约0.3°的螺纹1(螺栓螺纹1)、并由材料Nimonic 80A制成的螺栓13时，在啮合起始区14造成一种与螺栓13采用11％铬钢时相同的应力状态。在这种情况下锥角约0.3°相当于在啮合起始区14直径减小约0.6mm。支承特性的进一步均匀化，亦即啮合起始区14的卸荷，可通过小量增加锥角以补偿螺栓13与法兰12之间的刚度差达到。在螺纹1设计成锥形时，当温度较低约为20℃时(装配状态)，在较深的螺距处，亦即在端面17区域内产生高的负荷，当然由于螺栓材料和法兰材料在冷态有较高的负荷能力，因而无关紧要。可以减小这种高的负荷，只要在端面17区域内采用传统的优选具有恒定直径D的圆柱形螺纹。
图2A表示包括螺栓螺纹1和螺母螺纹4的螺纹连接处于冷态时的局部剖面，其中螺栓螺纹1的螺纹齿3A以侧面11贴靠在螺母螺纹4相配螺纹齿5A的相关侧面16上。在这里螺栓螺纹1用一种热膨胀系数比螺母螺纹4材料大的材料制造。当温度升高时，例如提高到使用温度600℃，则螺栓13相对于法兰12不同的热膨胀，导致在深处的螺纹齿3A将其侧面11从螺纹齿5A相配的侧面16脱开或至少卸荷(见图2B)。这导致不再是所有的螺纹齿3A和5A都承载，而是使负荷几乎全部由啮合起始区14的螺纹齿3A和5A承担。在高温下这在有的情况下达到啮合起始区14的临界负荷。优选地这种螺纹连接在冷态已预紧。
图3A表示啮合在相配螺纹4(螺母螺纹4)中具有直径变化的螺纹1处于冷态的情况。在面朝端面17的螺纹区7中，螺纹1有具有恒定直径D的圆柱形螺纹结构。在螺纹区7内背对端面17的螺纹齿3A的侧面11直接贴靠在螺母螺纹4相配螺纹齿5A的相关侧面16上。在啮合起始区14的周围，螺纹1有一锥形螺纹区6，它的锥角β根据在螺纹1预定的使用温度下可望发生的热和弹性应变确定。在螺纹区6与螺纹区7之间存在螺纹区6A，在此区内螺纹1同样设计为锥形。在这里，相关的锥角根据可望发生的热膨胀确定。在锥形螺纹区6、6A内直径D的变化为了看得清楚起见图中作了很夸张的表示。当温度提高到尤其螺纹1的使用温度时，螺栓13(有较大的热膨胀系数)和法兰12(热膨胀系数较低)发生不同的热膨胀。在螺纹区6，侧面11和16在弹性和热变形的情况下完全啮合(见图3B)。在螺纹区6A，侧面11和16在热膨胀的情况下趋向于全面啮合。因此达到支承特性的均匀化并因而实现啮合起始区14局部或全部卸荷。在冷态下在螺纹区7内承力的侧面11和16，在温度提高时互相脱开或至少卸荷。
图4A表示了螺纹1有螺距变化的螺纹连接。在啮合起始区14内存在一个螺距变化的螺纹区8A，这种变化根据可望发生的热和弹性应变确定。螺纹区8A与螺纹区8B邻接，后者的螺距根据可望发生的热膨胀改变。螺纹区8A和8B构成一个其中螺纹1的螺距改变的螺纹区8。在螺纹区8上朝端面17方向连接一个具有标准螺距的螺纹区9，所以在冷态下侧面11和16互相贴靠并因而承受预紧力产生的负荷。在螺纹区8内的侧面11和16至少(局部)卸荷或甚至互相隔开距离。为了看得清楚起见同样夸大表示了螺距的变化。当温度提高时产生上面已说明的效果(见图4B)，在螺纹区8内的侧面11、16由于弹性和热应变或仅由于热膨胀而处于完全啮合状态，并因而获得均匀的支承特性和啮合起始区14的卸荷。在螺纹区9中的侧面11和16当温度升高时卸荷或甚至互相脱开。
图5A表示螺纹断面形状变化的螺纹1的局部剖面，在这里螺纹断面形状的变化通过采用螺纹齿3A不同的螺纹角实现。背对端面17的侧面11B(上升侧面)有螺纹角γB，它比面朝端面17的侧面11A(下降侧面)的螺纹角γA大。在与端面17邻接的螺纹区15内，螺纹1的螺纹断面形状选择为传统的，所以当预紧后处于弹性状态下时，侧面11和16互相贴靠并承受因预紧引起的负荷。与螺纹区15连接的螺纹区10A、10B有具有不同螺纹角γ的螺纹齿。在配属于啮合起始区14的螺纹区10A内，螺纹断面形状根据可望发生的热或弹性应变确定。在螺纹区10A与15之间的螺纹区10B内，螺纹断面形状根据可望发生的热膨胀确定。当温度提高时(见图5B)，如上面已结合图3B和4B说明的那样，侧面11和16在弹性和/或热变形的同时完全啮合，由此使得支承特性均匀化。在这种情况下在螺纹区15内的侧面11和16也卸荷或彼此完全脱开。
显然，上述这些实施形式以及螺纹区其他的设计可能性可根据需要和所选择的材料互相组合。按照螺栓13和法兰12的设计，可采用具有断面形状不修改的螺纹区7、9、15以便在冷态下承载，可取消螺纹区7、9、15或按要求修改。
本发明的特征在于一种螺纹，它制造成至少在规定的使用温度和/或规定的弹性负荷下有一种促使支承特性均匀化的形状。由此达到通常有高负荷和对耐疲劳强度有决定意义的啮合起始区的卸荷。此外，此螺纹优选地有一个传统类型的螺纹区，它保证在冷态下更好地传递螺纹拧紧力。由此保证在螺纹内沿整个螺纹长度和在大的温度范围承载和负荷分布的均匀性。
Claims (22)
1.一种具有螺纹结构(3)的第一个构件沿螺纹轴线(2)延伸的螺纹(1)，用于啮合在有螺纹结构(5)的第二个构件的相配螺纹(4)中以构成螺纹连接，第一个构件和第二个构件的弹性和/或热变形特性彼此不同，其中螺纹结构(3)能预期变形，以便补偿在预定的热机械负荷下的弹性和/或热变形，以及有一个直径(D)恒定的圆柱形螺纹区(7)，其特征在于：设另一个螺纹区(6、6A)，它沿轴向与圆柱形螺纹区(7)邻接，其中，在此另一个螺纹区(6、6A)中，直径(D)沿螺纹轴线(2)改变。
2.按照权利要求1所述的螺纹(1)，其中第一个构件具有第一种材料以及第二个构件具有第二种材料，在这种情况下第一种材料不同于第二种材料。
3.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，在此另一个螺纹区(6，6A)中，它的直径(D)沿螺纹轴线(2)单调增加。
4.按照权利要求3所述的螺纹(1)，一条包络线描绘了它的直径(D)，包络线的切线与一条螺纹轴线(2)的平行线相交成锐角(6)，此角(δ)单调减小。
5.按照权利要求3所述的螺纹(1)，它的螺纹结构(3)至少在螺纹区(6)设计成具有相对于螺纹轴线(2)成锐锥角(β)的锥形。
6.按照权利要求5所述的螺纹(1)，其中，锥角(β)在0.1°与1.0°之间。
7.按照权利要求6所述的螺纹(1)，其中，锥角(β)为0.3°。
8.按照权利要求5所述的螺纹(1)，其中，直径(D)恒定的圆柱形螺纹区(7)与锥形的螺纹区(6)相连。
9.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它沿螺纹轴线(2)有至少一个螺纹区(8)具有变化的螺距。
10.按照权利要求9所述的螺纹(1)，其中，一个具有恒定螺距的螺纹区(9)与有变化螺距(3)的螺纹区(8)连接。
11.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它有至少一个螺纹区(10)具有变化的螺纹断面形状。
12.按照权利要求11所述的螺纹(1)，其中，侧面(11)的螺纹角(γ)沿螺纹轴线(2)改变。
13.按照权利要求12所述的螺纹(1)，其中，螺纹齿(3A)下降的侧面(11A)和上升的侧面(11B)分别有不同的螺纹角(γA、γB)。
14.按照权利要求12或13所述的螺纹(1)，其中，一个具有恒定螺纹断面形状的螺纹区(9)与具有变化的螺纹断面形状的螺纹区(10)连接。
15.按照权利要求14所述的螺纹(1)，其中，所述恒定螺纹断面形状为圆柱形。
16.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它是螺栓螺纹或螺母螺纹。
17.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它设计用于使用温度超过500℃。
18.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它设计用于使用温度超过580℃。
19.按照权利要求1或2所述的螺纹(1)，它是用在镍基合金、钴基合金或奥氏体钢制成的螺栓(13)上的螺栓螺纹。
20.一种具有螺纹(1)的用于高使用温度的螺纹连接，所述螺纹中具有螺纹结构(3)的第一个构件沿螺纹轴线(2)延伸，该螺纹(1)用于啮合在具有螺纹结构(5)的第二个构件的相配螺纹(4)中以构成螺纹连接，第一个构件和第二个构件的弹性和/或热变形特性彼此不同，其中螺纹结构(3)能预期变形，以便补偿在预定的热机械负荷下的弹性和/或热变形，以及有一个直径(D)恒定的圆柱形螺纹区(7)，设置另一个螺纹区(6、6A)，它沿轴向与圆柱形螺纹区(7)邻接，其中，在此另一个螺纹区(6、6A)中，直径(D)沿螺纹轴线(2)改变，其中，在螺纹(1)与相配螺纹(4)互相啮合的情况下，当处于低于使用温度的正常温度时，啮合起始区(14)卸荷，此时在那里在螺纹结构(3)与相配螺纹结构(5)之间留有间隙。
21.一种将用于高使用温度的螺纹连接应用在汽轮机的法兰(12)上的用途，该螺纹连接具有螺纹(1)，该螺纹中具有螺纹结构(3)的第一个构件沿螺纹轴线(2)延伸，该螺纹(1)用于啮合在具有螺纹结构(5)的第二个构件的相配螺纹(4)中以构成螺纹连接，第一个构件和第二个构件的弹性和/或热变形特性彼此不同，其中螺纹结构(3)能预期变形，以便补偿在预定的热机械负荷下的弹性和/或热变形，以及有一个直径(D)恒定的圆柱形螺纹区(7)，设置另一个螺纹区(6、6A)，它沿轴向与圆柱形螺纹区(7)邻接，其中，在此另一个螺纹区(6、6A)中，直径(D)沿螺纹轴线(2)改变。
22.按照权利要求21所述的用途，其中，所述法兰(12)用铬的重量百分比含量在9％至12％之间的铬钢制造。
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