Wat is het effect van warmtebehandeling op het verbeteren van de vermoeiingssterkte van bouten?

De vermoeiingssterkte vanboutenis altijd een punt van zorg geweest. Uit gegevens blijkt dat het grootste deel van het falen van bouten wordt veroorzaakt door vermoeiingsschade, en dat er vrijwel geen teken is van vermoeiingsschade. Er kunnen dus gemakkelijk grote ongelukken gebeuren als er sprake is van vermoeiingsschade. Warmtebehandeling kan de prestaties van bevestigingsmaterialen optimaliseren en hun vermoeiingssterkte verbeteren. Met het oog op de steeds hogere gebruikseisen van bouten met hoge sterkte is het zelfs nog belangrijker om de vermoeiingssterkte van boutmaterialen door middel van warmtebehandeling te verbeteren.

Het effect van warmtebehandeling op het verbeteren van de vermoeiingssterkte van bouten.

Het ontstaan ​​van vermoeiingsscheuren in materialen.

De plaats waar vermoeiingsscheuren voor het eerst ontstaan, wordt de vermoeiingsbron genoemd. De vermoeiingsbron is zeer gevoelig voor de microstructuur van de bout en kan op zeer kleine schaal vermoeiingsscheuren veroorzaken, doorgaans binnen 3 tot 5 korrelgroottes. Het probleem met de oppervlaktekwaliteit van de bout is de belangrijkste bron van vermoeidheid, en de meeste vermoeidheid begint aan het oppervlak of de ondergrond van de bout. Een groot aantal dislocaties en sommige legeringselementen of onzuiverheden in het kristal van het boutmateriaal, evenals verschillen in korrelgrenssterkte, zijn allemaal factoren die kunnen leiden tot het ontstaan ​​van vermoeiingsscheuren. Studies hebben aangetoond dat vermoeiingsscheuren vaak voorkomen op de volgende locaties: korrelgrenzen, oppervlakte-insluitsels of tweede-fasedeeltjes, en holtes. Deze locaties houden allemaal verband met de complexe en veranderlijke microstructuur van het materiaal. Als de microstructuur na warmtebehandeling kan worden verbeterd, kan de vermoeiingssterkte van het boutmateriaal tot op zekere hoogte worden verbeterd.

Effect van ontkoling op vermoeiingssterkte.

Ontkoling op het boutoppervlak zal de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van de bout na het afschrikken verminderen, en de vermoeiingssterkte van de bout aanzienlijk verminderen. De GB/T3098.1-norm bevat een ontkolingstest voor de prestaties van de bout en specificeert de maximale ontkolingslaagdiepte. Uit een grote hoeveelheid literatuur blijkt dat als gevolg van een onjuiste warmtebehandeling het boutoppervlak wordt ontkoold en de oppervlaktekwaliteit wordt verminderd, waardoor de vermoeiingssterkte wordt verminderd. Bij het analyseren van de oorzaak van het falen van de breuk van de zeer sterke bout van de 42CrMoA-windturbine bleek dat de ontkolingslaag aanwezig was op de kruising van de kop en de staaf. Fe3C kan bij hoge temperaturen reageren met O2, H2O en H2, wat resulteert in een vermindering van Fe3C in het boutmateriaal, waardoor de ferrietfase van het boutmateriaal toeneemt, de sterkte van het boutmateriaal afneemt en gemakkelijk microscheuren ontstaan. Het regelen van de verwarmingstemperatuur tijdens het warmtebehandelingsproces en het toepassen van gecontroleerde atmosfeerbeschermende verwarming kan dit probleem goed oplossen.

Effect van warmtebehandeling op vermoeiingssterkte.

Bij het analyseren van de vermoeiingssterkte vanboutenUit onderzoek is gebleken dat het verbeteren van het statische draagvermogen van bouten kan worden bereikt door de hardheid te vergroten, terwijl het verbeteren van de vermoeiingssterkte niet kan worden bereikt door de hardheid te vergroten. Omdat de kerfspanning van bouten een grotere spanningsconcentratie zal veroorzaken, kan het verhogen van de hardheid van monsters zonder spanningsconcentratie hun vermoeiingssterkte verbeteren.

Hardheid is een indicator voor de hardheid van metalen materialen en is het vermogen van materialen om de druk van hardere voorwerpen te weerstaan. De hardheid weerspiegelt ook de sterkte en plasticiteit van metalen materialen. Spanningsconcentratie op het oppervlak van bouten zal de oppervlaktesterkte ervan verminderen. Bij blootstelling aan wisselende dynamische belastingen zullen microvervormings- en herstelprocessen blijven plaatsvinden op de plaats van de kerfspanningsconcentratie, en de spanning waaraan het wordt blootgesteld is veel groter dan die op de plaats zonder spanningsconcentratie, wat gemakkelijk kan leiden tot vermoeiingsscheuren .

Bevestigingsmiddelen verbeteren hun microstructuur door middel van warmtebehandeling en tempering, en hebben uitstekende uitgebreide mechanische eigenschappen. Ze kunnen de vermoeiingssterkte van boutmaterialen verbeteren, de korrelgrootte redelijk controleren om impactwerk bij lage temperaturen te garanderen, en ook een hogere impacttaaiheid verkrijgen. Een redelijke warmtebehandeling kan korrels verfijnen en de afstand tussen korrelgrenzen verkorten om vermoeiingsscheuren te voorkomen. Als er een bepaalde hoeveelheid snorharen of deeltjes uit de tweede fase in het materiaal zit, kunnen deze toegevoegde fasen het slippen van de vastgehouden slipband tot op zekere hoogte voorkomen, waardoor het ontstaan ​​en uitzetten van microscheuren wordt voorkomen.

Conclusie

Vermoeiingsscheuren ontstaan ​​altijd op de zwakste schakel in het materiaal.Boutenzijn gevoelig voor scheuren als gevolg van defecten aan het oppervlak of de ondergrond. Vastgehouden slipbanden, korrelgrenzen, oppervlakte-insluitingen of tweede-fasedeeltjes en holtes kunnen zich in het materiaal voordoen, omdat deze locaties gevoelig zijn voor spanningsconcentratie.

Warmtebehandeling heeft een grote invloed op de vermoeiingssterkte van boutmaterialen. Tijdens het warmtebehandelingsproces moet het warmtebehandelingsproces specifiek worden bepaald op basis van de prestaties van de bout. De initiële vermoeiingsscheur wordt veroorzaakt door spanningsconcentratie veroorzaakt door microscopisch kleine structurele defecten van het boutmateriaal. Warmtebehandeling is een methode om de structuur van het bevestigingsmiddel te optimaliseren, waardoor de vermoeiingsprestaties van het boutmateriaal tot op zekere hoogte kunnen worden verbeterd en de levensduur van het product kan worden verlengd. Op de lange termijn kan het hulpbronnen besparen en voldoen aan de duurzame ontwikkelingsstrategie