Какъв е ефектът от топлинната обработка върху подобряването на якостта на умора на болтовете?

Якостта на умора наболтовевинаги е бил повод за безпокойство. Данните показват, че по-голямата част от повредите на болтовете са причинени от повреда от умора и почти няма признаци на повреда от умора, така че лесно могат да възникнат големи аварии, когато настъпи повреда от умора. Топлинната обработка може да оптимизира работата на крепежните материали и да подобри тяхната якост на умора. С оглед на все по-високите изисквания за употреба на болтове с висока якост, още по-важно е да се подобри якостта на умора на материалите на болтовете чрез топлинна обработка.

Ефектът от топлинната обработка върху подобряването на якостта на умора на болтовете.

Появата на пукнатини от умора в материалите.

Мястото, където първо започват пукнатините от умора, се нарича източник на умора. Източникът на умора е много чувствителен към микроструктурата на болта и може да инициира пукнатини от умора в много малък мащаб, обикновено в рамките на 3 до 5 размера на зърното. Проблемът с качеството на повърхността на болта е основният източник на умора и повечето умора започва от повърхността или под повърхността на болта. Голям брой дислокации и някои сплавни елементи или примеси в кристала на материала на болта, както и разликите в якостта на границата на зърното са фактори, които могат да доведат до започване на пукнатини от умора. Проучванията показват, че пукнатините от умора са склонни да се появят на следните места: граници на зърната, повърхностни включвания или частици от втора фаза и кухини. Всички тези места са свързани със сложната и променлива микроструктура на материала. Ако микроструктурата може да бъде подобрена след топлинна обработка, якостта на умора на материала на болта може да бъде подобрена до известна степен.

Влияние на обезвъглеродяването върху якостта на умора.

Обезвъглеродяването на повърхността на болта ще намали твърдостта на повърхността и устойчивостта на износване на болта след закаляване и значително ще намали якостта на умора на болта. Стандартът GB/T3098.1 съдържа тест за обезвъглеродяване за производителност на болта и определя максималната дълбочина на слоя за обезвъглеродяване. Голямо количество литература показва, че поради неправилна топлинна обработка, повърхността на болта се обезвъглеродява и качеството на повърхността се влошава, като по този начин се намалява нейната якост на умора. При анализиране на причината за счупването на болта с висока якост на вятърната турбина 42CrMoA беше установено, че слой за обезвъглеродяване съществува на кръстовището на главата и пръта. Fe3C може да реагира с O2, H2O и H2 при високи температури, което води до намаляване на Fe3C вътре в материала на болта, като по този начин увеличава феритната фаза на материала на болта, намалявайки здравината на материала на болта и лесно причинявайки микропукнатини. Контролирането на температурата на нагряване по време на процеса на топлинна обработка и приемането на контролирано нагряване за защита на атмосферата може да реши този проблем добре.

Влияние на термичната обработка върху якостта на умора.

При анализ на якостта на умора наболтове, беше установено, че подобряването на капацитета за статично натоварване на болтовете може да бъде постигнато чрез увеличаване на твърдостта, докато подобряването на якостта на умора не може да бъде постигнато чрез увеличаване на твърдостта. Тъй като напрежението на нарязване на болтовете ще доведе до по-голяма концентрация на напрежение, увеличаването на твърдостта на пробите без концентрация на напрежение може да подобри тяхната якост на умора.

Твърдостта е показател за твърдостта на металните материали и е способността на материалите да устояват на натиска на по-твърди предмети от него. Твърдостта също отразява здравината и пластичността на металните материали. Концентрацията на напрежение върху повърхността на болтовете ще намали якостта на повърхността им. Когато са подложени на променливи динамични натоварвания, процесите на микродеформация и възстановяване ще продължат да се случват на мястото на концентрация на напрежението в прореза, а напрежението, на което е подложено, е много по-голямо от това на мястото без концентрация на напрежение, което лесно може да доведе до пукнатини от умора .

Крепежните елементи подобряват своята микроструктура чрез термична обработка и темпериране и имат отлични цялостни механични свойства. Те могат да подобрят якостта на умора на материалите на болтовете, разумно да контролират размера на зърното, за да осигурят нискотемпературна ударна работа и също така да постигнат по-висока якост на удар. Разумната топлинна обработка може да пречисти зърната и да скъси разстоянието между границите на зърната, за да предотврати пукнатини от умора. Ако има определено количество мустаци или частици от втора фаза вътре в материала, тези добавени фази могат да предотвратят приплъзването на лентата на задържаното приплъзване до известна степен, като по този начин предотвратяват започването и разширяването на микропукнатини.

Заключение

Пукнатините от умора винаги започват от най-слабата връзка в материала.Болтовеса склонни към пукнатини поради повърхностни или подповърхностни дефекти. Задържани ленти на приплъзване, граници на зърната, повърхностни включвания или частици от втора фаза и кухини са склонни да се появят вътре в материала, тъй като тези места са склонни към концентрация на напрежение.

Термичната обработка има голямо влияние върху якостта на умора на болтовите материали. По време на процеса на топлинна обработка, процесът на топлинна обработка трябва да бъде специално определен според производителността на болта. Първоначалната пукнатина от умора се причинява от концентрация на напрежение, причинена от микроскопични структурни дефекти на материала на болта. Топлинната обработка е метод за оптимизиране на структурата на крепежния елемент, който може да подобри до известна степен показателите на умора на материала на болта и да увеличи живота на продукта. В дългосрочен план може да спести ресурси и да съответства на стратегията за устойчиво развитие