Hversu mikið er þreytuþol hárstyrkra bolta bætt eftir hitameðferð?

Þreyta styrkur afhárstyrkir boltarhefur alltaf verið mikilvægt mál. Gögn sýna að meirihluti bilunar á sterkum boltum stafar af þreytuskemmdum og það eru nánast engin merki um boltaþreytuskemmdir, þannig að stórslys eiga sér stað þegar þreytuskemmdir verða.

Svo, getur hitameðferð bætt árangur festingarefna? Hversu mikið getur það aukið þreytustyrk sinn? Í ljósi aukinna notkunarkrafna hástyrkra bolta er enn mikilvægara að bæta þreytustyrk boltaefna með hitameðferð.

mynd

1. Efni þreytu sprungur af hár-styrkurboltar:

Staðurinn þar sem þreyta sprungur byrjar fyrst er kallaður uppspretta þreytu. Þreytugjafinn er mjög viðkvæmur fyrir örbyggingu bolta og getur komið af stað þreytusprungum í mjög litlum mæli. Almennt innan 3 til 5 kornastærða eru gæði boltaryfirborðsins aðal uppspretta þreytu og mest af þreytu byrjar frá yfirborði eða undir yfirborði boltans. Mikill fjöldi tilfærslna og sumra málmblöndur þátta eða óhreininda í boltanum efni kristal, og munur á kornmörkum styrk, þessir þættir geta leitt til þreytu sprunga upphaf. Rannsóknir hafa sýnt að hætt er við að þreytusprungur eigi sér stað við kornamörk, yfirborðsinnihald eða annarsfasa agnir og holrúm, sem öll tengjast flókinni og breytilegri örbyggingu efna. Ef hægt er að bæta örbygginguna eftir hitameðferð er hægt að bæta þreytustyrk boltaefnisins að vissu marki.

2. Áhrif hitameðferðar á þreytustyrk

Þegar þreytustyrkur bolta er greind, kemur í ljós að hægt er að bæta truflanir burðargetu bolta með því að auka hörku, en ekki er hægt að bæta þreytustyrk með því að auka hörku. Vegna þess að hakspenna boltans mun valda miklum streitustyrk, getur aukning á hörku sýnisins án streitustyrks bætt þreytustyrk þess. Hörku er vísitala til að mæla mýkt og hörku málmefna, og það er hæfni efna til að standast ágang hluta erfiðara en það. Hörkustigið endurspeglar einnig styrk og mýkt málmefna. Álagsstyrkurinn á yfirborði boltans mun draga úr yfirborðsstyrk hans. Þegar það verður fyrir kraftmiklu álagi til skiptis mun öraflögunar- og endurheimtaferlið halda áfram að eiga sér stað við álagsstyrk hluta haksins og álagið sem það fær er miklu meira en það á hlutanum sem er án álagsstyrks, svo það er auðvelt að leiða til myndunar þreytusprungna.

3. Áhrif afkolunar á þreytustyrk

Afkolun á yfirborði boltans mun draga úr yfirborðshörku og slitþol boltans eftir slökkvun og draga verulega úr þreytustyrk boltans. Í GB/T3098.1 staðlinum er afkolunarpróf fyrir boltafköst og hámarks afkolunardýpt er tilgreint. Mikill fjöldi bókmennta sýnir að vegna óviðeigandi hitameðhöndlunar er boltyfirborðið afkolað og yfirborðsgæði minnkað og þar með dregið úr þreytustyrk þess. Við greiningu á orsök brotabilunar á sterkum boltum í 42CrMoA vindmyllum kom í ljós að það var afkolunarlag á mótum höfuðs og stangar. Fe3C getur brugðist við O2, H2O og H2 við háan hita, sem leiðir til minnkunar á Fe3C inni í boltaefninu, og eykur þar með ferrítfasa boltaefnisins, dregur úr styrk boltaefnisins og veldur auðveldlega örsprungum. Að stjórna hitunarhitanum í hitameðhöndlunarferlinu og nota stýrt andrúmsloft til að vernda hitunina getur leyst þetta vandamál vel.

Festingar bæta örbygginguna með hitameðhöndlun og temprun og hafa framúrskarandi yfirgripsmikla vélræna eiginleika, sem geta bætt þreytustyrk boltaefna, stjórnað kornastærð á sanngjarnan hátt til að tryggja lághita höggorku og geta einnig fengið mikla höggþol. Sanngjarn hitameðhöndlun betrumbætir kornin og styttir kornmörkin til að koma í veg fyrir að þreytusprungur komi fram. Ef það er ákveðið magn af whiskers eða öðrum ögnum inni í efninu geta þessir bættu fasar komið í veg fyrir að íbúar renni að vissu marki. Renni af beltinu kemur í veg fyrir upphaf og útbreiðslu örsprungna.

Hitameðferð hefur mikil áhrif á þreytustyrk boltaefna. Meðan á hitameðferðinni stendur ætti að ákvarða hitameðferðarferlið í samræmi við frammistöðu boltans. Myndun fyrstu þreytusprungna stafar af álagsstyrk sem stafar af göllum í örbyggingu boltaefnisins. Hitameðferð er aðferð til að hámarka uppbyggingu festinga, sem getur bætt þreytuvirkni boltaefna að vissu marki og bætt endingu vara. Til lengri tíma litið getur það sparað auðlindir og verið í samræmi við stefnu um sjálfbæra þróun.