Hva er effekten av varmebehandling for å forbedre utmattingsstyrken til bolter?

Tretthetsstyrken tilbolterhar alltid vært et problem. Data viser at det meste av brudd på bolter skyldes utmattingsskader, og det er nesten ingen tegn til utmattingsskader, så det kan lett oppstå store ulykker når det oppstår utmattelsesskader. Varmebehandling kan optimere ytelsen til festematerialer og forbedre deres utmattelsesstyrke. I lys av de stadig høyere brukskravene til høyfaste bolter, er det enda viktigere å forbedre utmattingsstyrken til boltmaterialer gjennom varmebehandling.

Effekten av varmebehandling for å forbedre utmattelsesstyrken til bolter.

Starten av utmattelsessprekker i materialer.

Stedet hvor tretthetssprekker først starter kalles tretthetskilden. Utmattingskilden er svært følsom for boltens mikrostruktur og kan starte utmattingssprekker i svært liten skala, vanligvis innenfor 3 til 5 kornstørrelser. Overflatekvalitetsproblemet til bolten er hovedutmattingskilden, og det meste av utmatting starter fra overflaten eller undergrunnen av bolten. Et stort antall dislokasjoner og noen legeringselementer eller urenheter i krystallen til boltmaterialet, samt forskjeller i korngrensestyrke, er alle faktorer som kan føre til initiering av utmattingssprekker. Studier har vist at utmattelsessprekker er tilbøyelige til å oppstå på følgende steder: korngrenser, overflateinneslutninger eller andrefasepartikler og hulrom. Disse stedene er alle relatert til den komplekse og foranderlige mikrostrukturen til materialet. Hvis mikrostrukturen kan forbedres etter varmebehandling, kan utmattingsstyrken til boltmaterialet forbedres til en viss grad.

Effekt av avkarbonisering på utmattelsesstyrke.

Avkarbonisering på boltoverflaten vil redusere overflatehardheten og slitestyrken til bolten etter bråkjøling, og redusere utmattelsesstyrken til bolten betydelig. GB/T3098.1-standarden inneholder en avkolningstest for boltytelse og spesifiserer den maksimale avkullingsdybden. En stor mengde litteratur viser at på grunn av feil varmebehandling avkulles boltoverflaten og overflatekvaliteten reduseres, og dermed reduseres utmattingsstyrken. Når man analyserte årsaken til bruddsvikten til høyfaste bolten til 42CrMoA vindturbinen, ble det funnet at avkullingslaget eksisterte ved krysset mellom hodet og stangen. Fe3C kan reagere med O2, H2O og H2 ved høye temperaturer, noe som resulterer i en reduksjon av Fe3C inne i boltmaterialet, og øker dermed ferrittfasen til boltmaterialet, reduserer styrken til boltmaterialet og forårsaker lett mikrosprekker. Å kontrollere oppvarmingstemperaturen under varmebehandlingsprosessen og ta i bruk kontrollert atmosfærebeskyttelsesoppvarming kan løse dette problemet godt.

Effekt av varmebehandling på utmattelsesstyrke.

Når man analyserer utmattelsesstyrken tilbolter, ble det funnet at forbedring av den statiske lastbærende kapasiteten til bolter kan oppnås ved å øke hardheten, mens forbedring av utmattelsesstyrken ikke kan oppnås ved å øke hardheten. Fordi hakkspenningen til bolter vil forårsake større spenningskonsentrasjon, kan øke hardheten til prøvene uten spenningskonsentrasjon forbedre utmattingsstyrken.

Hardhet er en indikator på hardheten til metallmaterialer, og er materialenes evne til å motstå trykket fra hardere gjenstander enn det. Hardheten gjenspeiler også styrken og plastisiteten til metallmaterialer. Spenningskonsentrasjon på overflaten av bolter vil redusere overflatestyrken. Når den utsettes for vekslende dynamiske belastninger, vil mikrodeformasjons- og gjenopprettingsprosesser fortsette å skje på konsentrasjonsstedet for hakkspenning, og belastningen det utsettes for er mye større enn på stedet uten spenningskonsentrasjon, noe som lett kan føre til utmattelsessprekker .

Festemidler forbedrer mikrostrukturen gjennom varmebehandling og herding, og har utmerkede omfattende mekaniske egenskaper. De kan forbedre utmattelsesstyrken til boltmaterialer, kontrollere kornstørrelsen rimelig for å sikre slagarbeid ved lav temperatur, og også oppnå høyere slagfasthet. Rimelig varmebehandling kan foredle korn og forkorte avstanden mellom korngrensene for å forhindre tretthetssprekker. Hvis det er en viss mengde værhår eller andrefasepartikler inne i materialet, kan disse tilsatte fasene til en viss grad forhindre at det beholdte slipebåndet glipper, og derved forhindre initiering og utvidelse av mikrosprekker.

Konklusjon

Utmattelsessprekker starter alltid ved det svakeste leddet i materialet.Bolterer utsatt for sprekker på grunn av overflate- eller undergrunnsdefekter. Beholdte slipebånd, korngrenser, overflateinneslutninger eller andrefasepartikler og hulrom er tilbøyelige til å oppstå inne i materialet fordi disse stedene er utsatt for spenningskonsentrasjon.

Varmebehandling har stor innflytelse på utmattingsstyrken til boltmaterialer. Under varmebehandlingsprosessen bør varmebehandlingsprosessen bestemmes spesifikt i henhold til boltytelsen. Den første utmattelsessprekken er forårsaket av spenningskonsentrasjon forårsaket av mikroskopiske strukturelle defekter i boltmaterialet. Varmebehandling er en metode for å optimalisere festestrukturen, noe som kan forbedre utmattingsytelsen til boltmaterialet til en viss grad og øke levetiden til produktet. I det lange løp kan det spare ressurser og samsvare med strategien for bærekraftig utvikling