Tác dụng của việc xử lý nhiệt trong việc cải thiện độ bền mỏi của bu lông là gì?

Độ bền mỏi củabu lôngluôn là vấn đề được quan tâm. Dữ liệu cho thấy hầu hết các hỏng hóc của bu lông là do hư hỏng do mỏi và hầu như không có dấu hiệu hư hỏng do mỏi nên rất dễ xảy ra tai nạn lớn khi xảy ra hư hỏng do mỏi. Xử lý nhiệt có thể tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu dây buộc và cải thiện độ bền mỏi của chúng. Do nhu cầu sử dụng bu lông cường độ cao ngày càng cao, việc cải thiện độ bền mỏi của vật liệu bu lông thông qua xử lý nhiệt càng trở nên quan trọng hơn.

Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến việc nâng cao độ bền mỏi của bu lông.

Sự khởi đầu của các vết nứt mỏi trong vật liệu.

Nơi bắt đầu xuất hiện vết nứt mỏi được gọi là nguồn mỏi. Nguồn mỏi rất nhạy cảm với cấu trúc vi mô của bu lông và có thể gây ra các vết nứt mỏi ở quy mô rất nhỏ, thường trong khoảng 3 đến 5 cỡ hạt. Vấn đề về chất lượng bề mặt của bu lông là nguồn gây mỏi chính và hầu hết độ mỏi bắt nguồn từ bề mặt hoặc dưới bề mặt của bu lông. Một số lượng lớn các sai lệch và một số nguyên tố hợp kim hoặc tạp chất trong tinh thể của vật liệu bu lông, cũng như sự khác biệt về độ bền ranh giới hạt, đều là những yếu tố có thể dẫn đến sự hình thành các vết nứt do mỏi. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vết nứt do mỏi dễ xảy ra ở các vị trí sau: ranh giới hạt, các tạp chất bề mặt hoặc các hạt pha thứ hai và các khoảng trống. Những vị trí này đều liên quan đến cấu trúc vi mô phức tạp và có thể thay đổi của vật liệu. Nếu cấu trúc vi mô có thể được cải thiện sau khi xử lý nhiệt, độ bền mỏi của vật liệu bu lông có thể được cải thiện ở một mức độ nhất định.

Ảnh hưởng của quá trình khử cacbon đến độ bền mỏi.

Quá trình khử cacbon trên bề mặt bu lông sẽ làm giảm độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn của bu lông sau khi tôi, đồng thời làm giảm đáng kể độ bền mỏi của bu lông. Tiêu chuẩn GB/T3098.1 bao gồm bài kiểm tra khả năng khử cacbon về hiệu suất của bu lông và chỉ định độ sâu lớp khử cacbon tối đa. Một lượng lớn tài liệu cho thấy rằng do xử lý nhiệt không đúng cách, bề mặt bu lông bị khử cacbon và chất lượng bề mặt bị giảm, do đó làm giảm độ bền mỏi của nó. Khi phân tích nguyên nhân gãy bu-lông cường độ cao của tuabin gió 42CrMoA, người ta nhận thấy tồn tại lớp khử cacbon ở phần tiếp giáp giữa đầu và thanh. Fe3C có thể phản ứng với O2, H2O, H2 ở nhiệt độ cao làm giảm Fe3C bên trong vật liệu bu lông, từ đó làm tăng pha ferit của vật liệu bu lông, làm giảm độ bền của vật liệu bu lông và dễ gây ra các vết nứt nhỏ. Kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt và áp dụng hệ thống sưởi bảo vệ không khí có kiểm soát có thể giải quyết tốt vấn đề này.

Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ bền mỏi.

Khi phân tích độ bền mỏi củabu lông, người ta nhận thấy rằng việc cải thiện khả năng chịu tải tĩnh của bu lông có thể đạt được bằng cách tăng độ cứng, trong khi việc cải thiện độ bền mỏi không thể đạt được bằng cách tăng độ cứng. Bởi vì ứng suất khía của bu lông sẽ gây ra sự tập trung ứng suất lớn hơn, việc tăng độ cứng của mẫu mà không tập trung ứng suất có thể cải thiện độ bền mỏi của chúng.

Độ cứng là thước đo độ cứng của vật liệu kim loại, là khả năng của vật liệu chống lại áp lực của vật cứng hơn nó. Độ cứng cũng phản ánh độ bền và độ dẻo của vật liệu kim loại. Sự tập trung ứng suất trên bề mặt bu lông sẽ làm giảm độ bền bề mặt của bu lông. Khi chịu tác dụng của tải trọng động xen kẽ, quá trình phục hồi và biến dạng vi mô sẽ tiếp tục xảy ra tại vị trí tập trung ứng suất khía và ứng suất mà nó phải chịu lớn hơn nhiều so với vị trí không tập trung ứng suất, dễ dẫn đến nứt mỏi. .

Chốt cải thiện cấu trúc vi mô của chúng thông qua xử lý nhiệt và ủ, đồng thời có các đặc tính cơ học toàn diện tuyệt vời. Chúng có thể cải thiện độ bền mỏi của vật liệu bu lông, kiểm soát kích thước hạt hợp lý để đảm bảo hoạt động khi va đập ở nhiệt độ thấp và cũng có được độ bền va đập cao hơn. Xử lý nhiệt hợp lý có thể tinh chế các hạt và rút ngắn khoảng cách giữa các ranh giới hạt để ngăn ngừa các vết nứt do mỏi. Nếu có một lượng râu hoặc hạt pha thứ hai nhất định bên trong vật liệu, các pha được thêm vào này có thể ngăn chặn sự trượt của dải trượt được giữ lại ở một mức độ nhất định, do đó ngăn chặn sự hình thành và mở rộng của các vết nứt vi mô.

Phần kết luận

Các vết nứt do mỏi luôn bắt đầu ở liên kết yếu nhất trong vật liệu.Bu lôngdễ bị nứt do khuyết tật bề mặt hoặc dưới bề mặt. Các dải trượt được giữ lại, ranh giới hạt, tạp chất bề mặt hoặc các hạt pha thứ hai và các khoảng trống có xu hướng xuất hiện bên trong vật liệu vì những vị trí này dễ bị tập trung ứng suất.

Xử lý nhiệt có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi của vật liệu bu lông. Trong quá trình xử lý nhiệt, quá trình xử lý nhiệt phải được xác định cụ thể theo hiệu suất của bu lông. Vết nứt mỏi ban đầu là do sự tập trung ứng suất gây ra bởi các khuyết tật cấu trúc vi mô của vật liệu bu lông. Xử lý nhiệt là phương pháp tối ưu hóa cấu trúc của dây buộc, có thể cải thiện hiệu suất mỏi của vật liệu bu lông ở một mức độ nhất định và tăng tuổi thọ của sản phẩm. Về lâu dài có thể tiết kiệm tài nguyên, phù hợp với chiến lược phát triển bền vững