A fáradtság erejenagy szilárdságú csavarokmindig is fontos kérdés volt. Az adatok azt mutatják, hogy a nagy szilárdságú csavarok meghibásodásának zömét a kifáradás okozza, a kifáradási sérülések során pedig szinte semmi nyoma sincs a csavaroknak, így a kifáradási károsodások bekövetkezésekor komoly balesetek is előfordulhatnak.
Tehát a hőkezelés javíthatja a rögzítőanyagok teljesítményét? Mennyivel növelheti a fáradékonyságát? Tekintettel a nagyszilárdságú csavarok növekvő felhasználási követelményeire, még fontosabb a csavaranyagok kifáradási szilárdságának javítása hőkezeléssel.
1. Nagy szilárdságú csavarok anyagkifáradási repedései:
A fáradtság forrásának nevezzük azt a helyet, ahol a kimerültség megreped. A kifáradásforrás nagyon érzékeny a csavarok mikroszerkezetére, és nagyon kis léptékben okozhat kifáradási repedéseket. Általában 3-5 szemcseméreten belül a csavar felületének minősége a fárasztás fő forrása, és a fáradás nagy része a csavar felületétől vagy felszínétől kezdődik. A nagyszámú elmozdulás és néhány ötvözőelem vagy szennyeződés a csavar anyagkristályában, valamint a szemcsehatár-szilárdságbeli különbségek ezek a tényezők fáradási repedés kialakulásához vezethetnek. Tanulmányok kimutatták, hogy a kifáradási repedések hajlamosak a szemcsehatárokon, a felületi zárványokon vagy a második fázis részecskéinél és az üregekben előfordulni, amelyek mindegyike az anyagok összetett és változékony mikroszerkezetével kapcsolatos. Ha a mikrostruktúra hőkezelés után javítható, akkor a csavar anyagának kifáradási szilárdsága bizonyos mértékig javítható.
2. A hőkezelés hatása a fáradási szilárdságra
A fáradási szilárdság elemzésekorcsavarok, azt találták, hogy a csavarok statikus teherbíró képességének javítása elérhető a keménység növelésével, de a fáradási szilárdság javítása nem érhető el a keménység növelésével. Mivel a csavar bevágási feszültsége nagy feszültségkoncentrációt okoz, a minta keménységének növelése feszültségkoncentráció nélkül javíthatja a minta fáradási szilárdságát. A keménység a fémanyagok lágyságát és keménységét mérő index, és az anyagok azon képessége, hogy ellenállnak-e a nála keményebb tárgyak behatolásának. A keménységi szint a fémanyagok szilárdságát és plaszticitását is tükrözi. A feszültségkoncentráció a csavar felületén csökkenti annak felületi szilárdságát. Változó dinamikus terhelésnek kitéve a bevágás feszültségkoncentrációs részén a mikrodeformáció és helyreállítás folyamata tovább megy végbe, és az általa kapott feszültség sokkal nagyobb, mint a feszültségkoncentráció nélküli alkatrészé, így könnyen elvégezhető. fáradási repedések kialakulásához vezethet.
3. A dekarbonizáció hatása a fáradási szilárdságra
A csavar felületének szénmentesítése csökkenti a csavar felületi keménységét és kopásállóságát az edzés után, és jelentősen csökkenti a csavar kifáradási szilárdságát. A GB/T3098.1 szabványban van egy dekarbonizációs teszt a csavarok teljesítményére, és meg van adva a maximális széntelenítési mélység. Számos szakirodalom bizonyítja, hogy a nem megfelelő hőkezelés következtében a csavarok felületi szénmentesítése és felületi minősége romlik, ezáltal csökken a kifáradási szilárdságuk. A 42CrMoA szélturbinákban lévő nagy szilárdságú csavarok törésének okának elemzésekor azt találták, hogy a fej és a rúd találkozásánál szénmentesítési réteg található. A Fe3C magas hőmérsékleten reakcióba léphet az O2-val, H2O-val és H2-vel, aminek eredményeként csökken a Fe3C a csavar anyagában, ezáltal nő a csavar anyagának ferrit fázisa, csökkenti a csavar anyagának szilárdságát, és könnyen mikrorepedéseket okoz. A hőkezelési folyamatban a fűtési hőmérséklet szabályozása és a fűtés védelmére szabályozott légkör alkalmazása jól megoldhatja ezt a problémát.
A kötőelemek hőkezeléssel és megeresztéssel javítják a mikrostruktúrát, és kiváló átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek javíthatják a csavarok anyagának fáradási szilárdságát, ésszerűen szabályozzák a szemcseméretet az alacsony hőmérsékletű ütési energia biztosítása érdekében, és nagy ütésállóságot is elérhetnek. Az ésszerű hőkezelés finomítja a szemcséket és lerövidíti a szemcsehatár távolságot, hogy megakadályozza a kifáradási repedések kialakulását. Ha az anyag belsejében bizonyos mennyiségű bajusz vagy második részecske van, ezek a hozzáadott fázisok bizonyos mértékig megakadályozhatják a lakó megcsúszását. A szíj megcsúszása megakadályozza a mikrorepedések keletkezését és továbbterjedését.
A hőkezelés nagymértékben befolyásolja a csavaranyagok kifáradási szilárdságát. A hőkezelési folyamat során a hőkezelési folyamatot a csavar teljesítményének megfelelően kell meghatározni. A kezdeti kifáradási repedések keletkezését a csavaranyag mikroszerkezeti hibái által okozott feszültségkoncentráció okozza. A hőkezelés a kötőelemek szerkezetének optimalizálására szolgáló módszer, amely bizonyos mértékig javíthatja a csavarok anyagának kifáradási teljesítményét, és javíthatja a termékek élettartamát. Hosszú távon erőforrásokat takaríthat meg, és megfelelhet a fenntartható fejlődés stratégiájának.
