Какав је ефекат топлотне обраде на побољшање заморне чврстоће вијака?

Снага замора одвијције одувек било питање за забринутост. Подаци показују да је већина квара вијака узрокована оштећењем од замора, а скоро да нема знакова оштећења од замора, тако да се лако могу десити велике незгоде када дође до оштећења од замора. Топлотна обрада може оптимизовати перформансе материјала за причвршћивање и побољшати њихову отпорност на замор. С обзиром на све веће захтеве употребе вијака високе чврстоће, још је важније побољшати чврстоћу материјала за замор топлотном обрадом.

Утицај топлотне обраде на побољшање заморне чврстоће вијака.

Појављивање заморних пукотина у материјалима.

Место где прво настају заморне пукотине назива се извор замора. Извор замора је веома осетљив на микроструктуру завртња и може да изазове заморне пукотине на веома малој скали, обично унутар 3 до 5 величина зрна. Проблем квалитета површине завртња је главни извор замора, а већина замора почиње од површине или испод површине вијка. Велики број дислокација и неких легираних елемената или нечистоћа у кристалу материјала завртња, као и разлике у граничној чврстоћи зрна, фактори су који могу довести до настанка заморних пукотина. Студије су показале да су пукотине од замора склоне настанку на следећим локацијама: границе зрна, површинске инклузије или честице друге фазе и шупљине. Све ове локације су везане за сложену и променљиву микроструктуру материјала. Ако се микроструктура може побољшати након топлотне обраде, заморна чврстоћа материјала завртња може се побољшати до одређене мере.

Утицај декарбонизације на снагу замора.

Декарбонизација на површини вијка ће смањити површинску тврдоћу и отпорност на хабање завртња након гашења и значајно смањити снагу замора вијка. ГБ/Т3098.1 стандард садржи тест декарбонизације за перформансе вијака и специфицира максималну дубину слоја за разугљичење. Велика количина литературе показује да услед неправилне термичке обраде долази до разугљиковања површине вијка и смањења квалитета површине, чиме се смањује њена заморна чврстоћа. Анализом узрока лома завртња велике чврстоће ветротурбине 42ЦрМоА, установљено је да слој разугљичења постоји на споју главе и шипке. Фе3Ц може да реагује са О2, Х2О и Х2 на високим температурама, што доводи до смањења Фе3Ц унутар материјала завртња, чиме се повећава феритна фаза материјала завртња, смањује чврстоћа материјала завртња и лако изазива микропукотине. Контролисање температуре грејања током процеса топлотне обраде и усвајање контролисаног заштитног грејања атмосфере може добро решити овај проблем.

Утицај топлотне обраде на чврстоћу на замор.

Приликом анализе заморне чврстоће навијци, утврђено је да се побољшање статичке носивости вијака може постићи повећањем тврдоће, док се повећање чврстоће на замор не може постићи повећањем тврдоће. Пошто ће напон зарезивања вијака изазвати већу концентрацију напрезања, повећање тврдоће узорака без концентрације напона може побољшати њихову чврстоћу на замор.

Тврдоћа је показатељ тврдоће металних материјала, и представља способност материјала да се одупре притиску тврђих предмета од њега. Тврдоћа такође одражава снагу и пластичност металних материјала. Концентрација напона на површини вијака ће смањити његову површинску чврстоћу. Када су подвргнути наизменичним динамичким оптерећењима, микродеформација и процеси опоравка ће се и даље дешавати на месту концентрације напона у зарезу, а напон којем је изложен је много већи од оног на месту без концентрације напона, што може лако довести до заморних пукотина. .

Причвршћивачи побољшавају своју микроструктуру топлотном обрадом и каљењем и имају одличне свеобухватне механичке особине. Они могу побољшати чврстоћу материјала за завртње на замор, разумно контролисати величину зрна како би се обезбедио рад при ниским температурама, а такође и добили већу ударну жилавост. Разумна топлотна обрада може рафинисати зрна и скратити растојање између граница зрна како би се спречиле напуклине од замора. Ако унутар материјала постоји одређена количина бркова или честица друге фазе, ове додате фазе могу у одређеној мери спречити клизање задржане клизне траке, чиме се спречава настанак и ширење микропукотина.

Закључак

Заморне пукотине увек настају на најслабијој карици у материјалу.Болтссклони су пуцању због површинских или подповршинских дефеката. Задржане клизне траке, границе зрна, површинске инклузије или честице друге фазе и шупљине су склони да се појаве унутар материјала јер су ове локације склоне концентрацији напрезања.

Топлотна обрада има велики утицај на заморну чврстоћу материјала вијака. Током процеса топлотне обраде, процес топлотне обраде треба посебно одредити према перформансама вијака. Иницијална заморна пукотина је узрокована концентрацијом напрезања узрокованом микроскопским структурним дефектима материјала завртња. Топлотна обрада је метода за оптимизацију структуре затварача, која може побољшати перформансе замора материјала завртња у одређеној мери и повећати век трајања производа. На дуге стазе, може уштедети ресурсе и ускладити се са стратегијом одрживог развоја