La força a la fatiga decargols d'alta resistènciasempre ha estat un tema important. Les dades mostren que la major part de la fallada dels cargols d'alta resistència és causada per danys per fatiga i gairebé no hi ha signes de danys per fatiga dels cargols, de manera que és probable que es produeixin accidents importants quan es produeixin danys per fatiga.
Aleshores, el tractament tèrmic pot millorar el rendiment dels materials de fixació? Quant pot augmentar la seva resistència a la fatiga? Tenint en compte els creixents requisits d'ús dels cargols d'alta resistència, és encara més important millorar la resistència a la fatiga dels materials dels cargols mitjançant el tractament tèrmic.
1. Esquerdes per fatiga del material d'alta resistènciacargols:
El lloc on comencen les esquerdes per fatiga s'anomena font de fatiga. La font de fatiga és molt sensible a la microestructura dels cargols i pot iniciar esquerdes de fatiga a una escala molt petita. Generalment entre 3 i 5 mides de gra, la qualitat de la superfície del cargol és la principal font de fatiga, i la major part de la fatiga comença des de la superfície o subsuperfície del cargol. Un gran nombre de dislocacions i alguns elements d'aliatge o impureses en el cristall del material del cargol, i diferències en la força del límit del gra, aquests factors poden provocar l'inici d'esquerdes per fatiga. Els estudis han demostrat que les esquerdes de fatiga són propenses a produir-se als límits de gra, inclusions superficials o partícules de segona fase i cavitats, totes elles relacionades amb la microestructura complexa i canviant dels materials. Si la microestructura es pot millorar després del tractament tèrmic, la resistència a la fatiga del material del cargol es pot millorar fins a cert punt.
2. Efecte del tractament tèrmic sobre la resistència a la fatiga
Quan s'analitza la resistència a la fatiga dels cargols, s'observa que es pot millorar la capacitat de càrrega estàtica dels cargols augmentant la duresa, però la millora de la resistència a la fatiga no es pot aconseguir augmentant la duresa. Com que la tensió de l'osca del cargol provocarà una gran concentració d'estrès, augmentar la duresa de la mostra sense concentració d'estrès pot millorar la seva resistència a la fatiga. La duresa és un índex per mesurar la suavitat i la duresa dels materials metàl·lics, i és la capacitat dels materials de resistir la intrusió d'objectes més durs que ell. El nivell de duresa també reflecteix la força i la plasticitat dels materials metàl·lics. La concentració de tensió a la superfície del cargol reduirà la seva resistència superficial. Quan se sotmet a càrregues dinàmiques alternes, el procés de microdeformació i recuperació continuarà produint-se a la part de concentració de tensió de l'osca, i la tensió que rep és molt més gran que la de la peça sense concentració de tensió, de manera que és fàcil de condueixen a la formació d'esquerdes de fatiga.
3. Efecte de la descarburació sobre la resistència a la fatiga
La descarburació de la superfície del cargol reduirà la duresa de la superfície i la resistència al desgast del cargol després de l'extinció i reduirà significativament la resistència a la fatiga del cargol. A l'estàndard GB/T3098.1, hi ha una prova de descarburació per al rendiment del cargol i s'especifica la profunditat màxima de descarburació. Un gran nombre de literatura demostra que a causa d'un tractament tèrmic inadequat, la superfície del cargol es descarbura i la qualitat de la superfície es redueix, reduint així la seva resistència a la fatiga. Quan es va analitzar la causa de la fallada de la fractura de cargols d'alta resistència a les turbines eòliques de 42CrMoA, es va trobar que hi havia una capa de descarburació a la unió del capçal i la vareta. Fe3C pot reaccionar amb O2, H2O i H2 a alta temperatura, donant lloc a la reducció de Fe3C dins del material del cargol, augmentant així la fase de ferrita del material del cargol, reduint la resistència del material del cargol i provocant fàcilment microesquerdes. Controlar la temperatura de calefacció en el procés de tractament tèrmic i utilitzar una atmosfera controlada per protegir la calefacció pot resoldre bé aquest problema.
Els elements de fixació milloren la microestructura mitjançant el tractament tèrmic i el tremp, i tenen excel·lents propietats mecàniques completes, que poden millorar la resistència a la fatiga dels materials dels cargols, controlar raonablement la mida del gra per garantir l'energia d'impacte a baixa temperatura i també pot obtenir una alta resistència a l'impacte. Un tractament tèrmic raonable perfecciona els grans i escurça la distància del límit del gra per evitar l'aparició d'esquerdes per fatiga. Si hi ha una certa quantitat de bigotis o segones partícules dins del material, aquestes fases afegides poden evitar que el resident rellisqui fins a cert punt. El lliscament del cinturó evita l'inici i la propagació de microesquerdes.
El tractament tèrmic té una gran influència en la resistència a la fatiga dels materials dels cargols. Durant el procés de tractament tèrmic, el procés de tractament tèrmic s'ha de determinar segons el rendiment del cargol. La generació d'esquerdes de fatiga inicials és causada per la concentració de tensió causada pels defectes en la microestructura del material del cargol. El tractament tèrmic és un mètode per optimitzar l'estructura dels elements de subjecció, que pot millorar el rendiment de fatiga dels materials dels cargols fins a cert punt i millorar la vida útil dels productes. A la llarga, pot estalviar recursos i ajustar-se a l'estratègia de desenvolupament sostenible.
