Milyen hatással van a hőkezelés a csavarok fáradási szilárdságára?

A fáradtság erejecsavarokmindig is aggodalomra ad okot. Az adatok azt mutatják, hogy a csavarok meghibásodásának nagy részét a kifáradási sérülés okozza, a kifáradásnak pedig szinte nyoma sincs, így a kifáradási károsodások bekövetkezésekor könnyen előfordulhatnak komolyabb balesetek. A hőkezelés optimalizálhatja a rögzítőanyagok teljesítményét és javíthatja a fáradási szilárdságukat. Tekintettel a nagyszilárdságú csavarok egyre magasabb felhasználási követelményeire, még fontosabb a csavaranyagok kifáradási szilárdságának javítása hőkezeléssel.

A hőkezelés hatása a csavarok fáradási szilárdságának javítására.

Fáradási repedések keletkezése az anyagokban.

Azt a helyet, ahol a fáradtság repedések először kiindulnak, fáradtságforrásnak nevezzük. A kifáradásforrás nagyon érzékeny a csavar mikroszerkezetére, és nagyon kis léptékben, általában 3-5 szemcseméreten belül kifáradási repedéseket okozhat. A csavar felületi minőségi problémája a fő kifáradás forrása, és a legtöbb fáradás a csavar felületéről vagy felszíne alatt kezdődik. A nagyszámú elmozdulás és egyes ötvözetelemek vagy szennyeződések a csavar anyagának kristályában, valamint a szemcsehatár-szilárdságbeli különbségek mind olyan tényezők, amelyek kifáradási repedések kialakulásához vezethetnek. Tanulmányok kimutatták, hogy a kifáradási repedések hajlamosak a következő helyeken előfordulni: szemcsehatárok, felületi zárványok vagy második fázisú részecskék és üregek. Ezek a helyek mind az anyag összetett és változékony mikroszerkezetéhez kapcsolódnak. Ha a mikrostruktúra hőkezelés után javítható, akkor a csavar anyagának kifáradási szilárdsága bizonyos mértékig javítható.

A dekarbonizáció hatása a fáradási erőre.

A csavar felületén végzett dekarbonizáció csökkenti a csavar felületi keménységét és kopásállóságát a kioltás után, és jelentősen csökkenti a csavar kifáradási szilárdságát. A GB/T3098.1 szabvány tartalmaz egy dekarbonizációs tesztet a csavarok teljesítményére vonatkozóan, és meghatározza a szénmentesítő réteg maximális mélységét. Számos szakirodalom bizonyítja, hogy a nem megfelelő hőkezelés miatt a csavar felülete szénmentessé válik és a felület minősége romlik, ezáltal csökken a kifáradási szilárdsága. A 42CrMoA szélturbina nagy szilárdságú csavarja törésének okát elemezve azt találták, hogy a dekarbonizáló réteg a fej és a rúd találkozásánál létezik. A Fe3C magas hőmérsékleten reagálhat O2-val, H2O-val és H2-vel, aminek eredményeként csökken a Fe3C a csavar anyagában, ezáltal megnő a csavar anyagának ferrit fázisa, csökken a csavar anyagának szilárdsága, és könnyen mikrorepedések keletkezhetnek. A fűtési hőmérséklet szabályozása a hőkezelési folyamat során és a szabályozott atmoszféra elleni fűtés alkalmazása jól megoldhatja ezt a problémát.

A hőkezelés hatása a fáradási szilárdságra.

A fáradási szilárdság elemzésekorcsavarok, azt találták, hogy a csavarok statikus teherbíró képességének javítása a keménység növelésével érhető el, míg a fáradási szilárdság javítása nem érhető el a keménység növelésével. Mivel a csavarok horonyfeszültsége nagyobb feszültségkoncentrációt okoz, a minták keménységének növelése feszültségkoncentráció nélkül javíthatja a kifáradási szilárdságukat.

A keménység a fémanyagok keménységének mutatója, és az anyagok azon képessége, hogy ellenálljon a nála keményebb tárgyak nyomásának. A keménység a fémanyagok szilárdságát és plaszticitását is tükrözi. A csavarok felületére gyakorolt ​​feszültség csökkenti annak felületi szilárdságát. Változó dinamikus terhelésnek kitéve a bevágási feszültségkoncentráció helyén továbbra is mikrodeformációs és regenerációs folyamatok mennek végbe, és a rá kifejtett feszültség sokkal nagyobb, mint a feszültségkoncentráció nélküli helyen, ami könnyen kifáradási repedésekhez vezethet. .

A kötőelemek hőkezeléssel és temperálással javítják mikroszerkezetüket, és kiváló átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Javíthatják a csavaranyagok kifáradási szilárdságát, ésszerűen szabályozhatják a szemcseméretet az alacsony hőmérsékletű ütési munka érdekében, és nagyobb ütésállóságot is elérhetnek. Az ésszerű hőkezelés finomíthatja a szemcséket és lerövidítheti a szemcsehatárok közötti távolságot, hogy elkerülje a kifáradási repedéseket. Ha az anyag belsejében bizonyos mennyiségű bajusz vagy második fázisú részecskék találhatók, ezek a hozzáadott fázisok bizonyos mértékig megakadályozhatják a visszatartott csúszószalag elcsúszását, ezáltal megakadályozzák a mikrorepedések keletkezését és kiterjedését.

Következtetés

A kifáradási repedések mindig az anyag leggyengébb láncszeménél keletkeznek.Csavarokhajlamosak a felületi vagy felszín alatti hibák miatti repedésekre. A visszamaradt csúszósávok, szemcsehatárok, felületi zárványok vagy második fázisú részecskék és üregek hajlamosak az anyag belsejében keletkezni, mivel ezek a helyek hajlamosak a feszültségkoncentrációra.

A hőkezelés nagymértékben befolyásolja a csavaranyagok kifáradási szilárdságát. A hőkezelési folyamat során a hőkezelési folyamatot kifejezetten a csavar teljesítményének megfelelően kell meghatározni. A kezdeti kifáradási repedést a csavar anyagának mikroszkopikus szerkezeti hibái által okozott feszültségkoncentráció okozza. A hőkezelés a rögzítőelem szerkezetének optimalizálására szolgáló módszer, amely bizonyos mértékig javíthatja a csavar anyagának kifáradási teljesítményét, és növelheti a termék élettartamát. Hosszú távon erőforrásokat takaríthat meg, és megfelelhet a fenntartható fejlődés stratégiájának