Hvad er effekten af ​​varmebehandling på at forbedre udmattelsesstyrken af ​​bolte?

Træthedsstyrken afboltehar altid været et problem. Data viser, at det meste af svigtet af bolte skyldes udmattelsesskader, og der er næsten ingen tegn på udmattelsesskader, så der kan let ske større uheld, når der opstår udmattelsesskader. Varmebehandling kan optimere ydeevnen af ​​fastgørelsesmaterialer og forbedre deres udmattelsesstyrke. I lyset af de stadigt højere krav til brug af højstyrkebolte er det endnu vigtigere at forbedre udmattelsesstyrken af ​​boltematerialer gennem varmebehandling.

Effekten af ​​varmebehandling på at forbedre udmattelsesstyrken af ​​bolte.

Indledningen af ​​træthedsrevner i materialer.

Det sted, hvor træthedsrevnerne først starter, kaldes træthedskilden. Udmattelseskilden er meget følsom over for boltens mikrostruktur og kan udløse udmattelsesrevner i meget lille skala, generelt inden for 3 til 5 kornstørrelser. Boltens overfladekvalitetsproblem er hovedudmattelseskilden, og det meste udmattelse starter fra boltens overflade eller undergrund. Et stort antal dislokationer og nogle legeringselementer eller urenheder i boltmaterialets krystal, samt forskelle i korngrænsestyrke, er alle faktorer, der kan føre til initiering af udmattelsesrevner. Undersøgelser har vist, at træthedsrevner er tilbøjelige til at forekomme på følgende steder: korngrænser, overfladeindeslutninger eller andenfasepartikler og hulrum. Disse placeringer er alle relateret til materialets komplekse og foranderlige mikrostruktur. Hvis mikrostrukturen kan forbedres efter varmebehandling, kan udmattelsesstyrken af ​​boltmaterialet forbedres til en vis grad.

Effekt af afkulning på udmattelsesstyrke.

Afkulning på boltoverfladen vil reducere overfladens hårdhed og slidstyrke af bolten efter bratkøling og reducere boltens træthedsstyrke betydeligt. GB/T3098.1-standarden indeholder en afkulningstest for boltydeevne og specificerer den maksimale afkulningslagsdybde. En stor mængde litteratur viser, at på grund af forkert varmebehandling bliver boltoverfladen afkullet, og overfladekvaliteten reduceres, hvorved dens udmattelsesstyrke reduceres. Ved analyse af årsagen til brudsvigtet af højstyrkebolten på 42CrMoA-vindmøllen, blev det konstateret, at afkulningslaget fandtes ved krydset mellem hovedet og stangen. Fe3C kan reagere med O2, H2O og H2 ved høje temperaturer, hvilket resulterer i en reduktion af Fe3C inde i boltmaterialet, hvorved ferritfasen af ​​boltmaterialet øges, boltmaterialets styrke reduceres og let forårsager mikrorevner. Styring af opvarmningstemperaturen under varmebehandlingsprocessen og vedtagelse af kontrolleret atmosfærebeskyttelsesopvarmning kan løse dette problem godt.

Effekt af varmebehandling på træthedsstyrke.

Når man analyserer træthedsstyrken afbolte, viste det sig, at forbedring af den statiske belastningsbærende kapacitet af bolte kan opnås ved at øge hårdheden, mens forbedring af udmattelsesstyrken ikke kan opnås ved at øge hårdheden. Fordi hakspændingen af ​​bolte vil forårsage større spændingskoncentration, kan en øget hårdhed af prøver uden spændingskoncentration forbedre deres udmattelsesstyrke.

Hårdhed er en indikator for hårdheden af ​​metalmaterialer og er materialers evne til at modstå trykket fra hårdere genstande end det. Hårdheden afspejler også metalmaterialernes styrke og plasticitet. Spændingskoncentration på overfladen af ​​bolte vil reducere dens overfladestyrke. Når det udsættes for vekslende dynamiske belastninger, vil der fortsat forekomme mikrodeformations- og genopretningsprocesser på kærvspændingskoncentrationsstedet, og belastningen det udsættes for er meget større end på stedet uden spændingskoncentration, hvilket let kan føre til udmattelsesrevner .

Fastgørelsesmidler forbedrer deres mikrostruktur gennem varmebehandling og temperering og har fremragende omfattende mekaniske egenskaber. De kan forbedre udmattelsesstyrken af ​​boltematerialer, med rimelighed kontrollere kornstørrelsen for at sikre lavtemperaturslagsarbejde og også opnå højere stødsejhed. Rimelig varmebehandling kan forfine korn og forkorte afstanden mellem korngrænser for at forhindre udmattelsesrevner. Hvis der er en vis mængde whiskers eller andenfasepartikler inde i materialet, kan disse tilføjede faser forhindre glidning af det tilbageholdte slipbånd til en vis grad og derved forhindre initiering og udvidelse af mikrorevner.

Konklusion

Træthedsrevner starter altid ved det svageste led i materialet.Bolteer tilbøjelige til revner på grund af overflade- eller undergrundsdefekter. Tilbageholdte glidebånd, korngrænser, overfladeindeslutninger eller andenfasepartikler og hulrum er tilbøjelige til at opstå inde i materialet, fordi disse steder er tilbøjelige til stresskoncentration.

Varmebehandling har stor indflydelse på boltematerialers udmattelsesstyrke. Under varmebehandlingsprocessen skal varmebehandlingsprocessen bestemmes specifikt i henhold til boltens ydeevne. Den indledende udmattelsesrevne er forårsaget af spændingskoncentration forårsaget af mikroskopiske strukturelle defekter i boltmaterialet. Varmebehandling er en metode til at optimere befæstelsesstrukturen, hvilket kan forbedre boltmaterialets udmattelsesevne til en vis grad og øge produktets levetid. I det lange løb kan det spare ressourcer og være i overensstemmelse med strategien for bæredygtig udvikling