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螺絲廠(chǎng)講解熱處理對提高螺栓疲勞強度的影響

文章出處:常見(jiàn)問(wèn)題 責任編輯:東莞市良固緊固件有限公司 發(fā)表時(shí)間:2016-08-04
  

螺絲廠(chǎng)講解熱處理對提高螺栓疲勞強度的影響。

螺栓的疲勞強度一直以來(lái)都是受到重視的問(wèn)題,有數據表明螺栓的失效絕大多數是由于疲勞破壞引起的,且疲勞破壞時(shí)螺栓幾乎無(wú)征兆,因此重大事故很容易 在產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)發(fā)生。熱處理能夠優(yōu)化緊固件材料性能,使其疲勞強度提高,針對高強度螺栓越來(lái)越高的使用要求,通過(guò)熱處理提高螺栓材料的疲勞強度更顯十分 重要。

熱處理對提高螺栓疲勞強度的影響。

關(guān)鍵詞:材料疲勞裂紋的萌生。

疲勞裂紋最先開(kāi)始的地方稱(chēng)為疲勞源,疲勞源對于螺栓微觀(guān)結構組織很敏感,能在很小的尺度下萌生疲勞裂紋,一般在3~5個(gè)晶粒尺寸內,螺栓表面質(zhì)量問(wèn)題是主 要的疲勞源,大部分的疲勞始于螺栓表面或者亞表面。螺栓材料晶體內部存在的大量位錯和一些合金元素或雜質(zhì),晶界強度差異,這些因素都有可能導致疲勞裂紋萌 生。研究表明,疲勞裂紋易發(fā)位置有:晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞,這些位置都與材料復雜多變的微觀(guān)組織有關(guān)。如果熱處理后能夠改善微觀(guān)組織,那么 就能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞強度。

關(guān)鍵詞:脫碳對疲勞強度的影響。

螺栓表面脫碳會(huì )降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性,并顯著(zhù)降低螺栓疲勞強度。GB/T3098.1標準中就有針對螺栓性能的脫碳試驗,并規定最大脫碳層深 度。大量的文獻資料表明,由于不當的熱處理方式,使得螺栓表面脫碳和表面質(zhì)量下降,從而使其疲勞強度降低。在分析42CrMoA風(fēng)電機組高強度螺栓斷裂失 效原因時(shí),發(fā)現在頭桿交接處是因為存在脫碳層。Fe3C在高溫下能與O2、H2O、H2發(fā)生反應導致螺栓材料內部Fe3C的減少,從而增加了螺栓材料的鐵 素體相,降低螺栓材料強度,容易引發(fā)微裂紋。在熱處理過(guò)程中控制好加熱溫度,同時(shí)必須采用可控氣氛保護加熱能夠很好地解決這一問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:熱處理對疲勞強度的影響。

在對螺栓疲勞強度進(jìn)行分析時(shí),發(fā)現提高螺栓的靜載荷承受能力可通過(guò)提高硬度來(lái)實(shí)現,而疲勞強度的提高并不能通過(guò)提高硬度的方法。因為螺栓有缺口應力會(huì )引起較大的應力集中,對于沒(méi)有應力集中的樣品提高硬度是能夠提高其疲勞強度的。

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標,是材料抵抗比它更硬物體壓入的能力,硬度高低也同樣反映了金屬材料的強度、塑性的大小。螺栓表面的應力集中會(huì )降低其表 面強度,在受到交變的動(dòng)載荷時(shí),在缺口應力集中部位不斷發(fā)生微變形和恢復的過(guò)程,且其受到的應力遠遠大于無(wú)應力集中的部位,從而容易導致疲勞裂紋的產(chǎn)生。

緊固件通過(guò)熱處理調質(zhì)改善顯微組織,并具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,可以提高螺栓材料的疲勞強度,合理控制晶粒尺寸以保證低溫沖擊功,也能獲得較高的沖擊韌 性。合理的熱處理細化晶粒,縮短晶界距離能阻止疲勞裂紋的產(chǎn)生,在材料內部如果存在一定量的晶須或第二項顆粒,這些加入的相便可以在一定程度上阻止駐留滑 移帶的滑移,從而阻止了微裂紋的萌生和擴展。

關(guān)鍵詞:結論

疲勞裂紋總是萌生于材料中最薄弱環(huán)節,螺栓因為表面或次表面的缺陷容易產(chǎn)生裂紋,材料內部容易產(chǎn)生駐留滑移帶、晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞處,因為這些位置容易導致應力集中。

熱處理對螺栓材料疲勞強度的影響較大,在熱處理過(guò)程中,要根據螺栓性能來(lái)具體確定熱處理工藝。初始疲勞裂紋的產(chǎn)生是由于螺栓材料微觀(guān)組織缺陷導致應力集中 引起的。熱處理是一種優(yōu)化緊固件組織的方法,能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞性能,提高產(chǎn)品的壽命。從長(cháng)遠看能夠節約資源,符合可持續發(fā)展戰略。

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