Hvor meget stiger træthedsmodstanden af ​​højstyrke bolte efter varmebehandling?

 Træthedsstyrken afhøjstyrke bolte har altid været et vigtigt emne. Data viser, at de fleste af fejlene på højstyrkebolte skyldes udmattelsesskader, og der er næsten ingen tegn på bolte under udmattelsesskader, så der vil sandsynligvis opstå større uheld, når der opstår udmattelsesskader.

Så kan varmebehandling forbedre ydeevnen af ​​fastgørelsesmaterialer? Hvor meget kan det øge sin træthedsstyrke? I lyset af de stigende brugskrav til højstyrkebolte er det endnu vigtigere at forbedre udmattelsesstyrken af ​​boltematerialer gennem varmebehandling.

1. Materialetræthedsrevner af højstyrkebolte:
Det sted, hvor træthed revner først starter kaldes kilden til træthed. Udmattelseskilden er meget følsom over for boltes mikrostruktur og kan i meget lille målestok udløse udmattelsesrevner. Generelt inden for 3 til 5 kornstørrelser er kvaliteten af ​​boltoverfladen hovedkilden til træthed, og det meste af trætheden starter fra boltens overflade eller undergrund. Et stort antal dislokationer og nogle legeringselementer eller urenheder i boltmaterialets krystal, og forskelle i korngrænsestyrke, kan disse faktorer føre til udmattelsesrevneinitiering. Undersøgelser har vist, at træthedsrevner er tilbøjelige til at opstå ved korngrænser, overfladeindeslutninger eller anden fase partikler og hulrum, som alle er relateret til materialers komplekse og foranderlige mikrostruktur. Hvis mikrostrukturen kan forbedres efter varmebehandling, kan udmattelsesstyrken af ​​boltmaterialet forbedres til en vis grad.

2. Effekt af varmebehandling på udmattelsesstyrke
Når man analyserer træthedsstyrken afbolte, det har vist sig, at forbedring af den statiske belastningsbærende kapacitet af bolte kan opnås ved at øge hårdheden, men forbedringen af ​​udmattelsesstyrken kan ikke opnås ved at øge hårdheden. Fordi boltens hakspænding vil forårsage en stor spændingskoncentration, kan en forøgelse af prøvens hårdhed uden spændingskoncentration forbedre dens udmattelsesstyrke. Hårdhed er et indeks til at måle blødhed og hårdhed af metalmaterialer, og det er materialers evne til at modstå indtrængen af ​​genstande hårdere end det. Hårdhedsniveauet afspejler også metalmaterialernes styrke og plasticitet. Spændingskoncentrationen på boltens overflade vil reducere dens overfladestyrke. Når den udsættes for vekslende dynamiske belastninger, vil processen med mikrodeformation og genvinding fortsætte med at finde sted ved spændingskoncentrationsdelen af ​​hakket, og spændingen, den modtager, er meget større end delen uden spændingskoncentration, så det er let at føre til dannelse af træthedsrevner.

3. Effekt af afkulning på udmattelsesstyrke
Afkulning af boltoverfladen vil reducere overfladens hårdhed og slidstyrke af bolten efter bratkøling og reducere boltens træthedsstyrke betydeligt. I GB/T3098.1-standarden er der en afkulningstest for boltydeevne, og den maksimale afkulningsdybde er angivet. Et stort antal litteratur viser, at på grund af forkert varmebehandling forringes overfladeafkulning og overfladekvalitet af bolte, hvilket reducerer deres udmattelsesstyrke. Ved analyse af årsagen til brudsvigt af højstyrkebolte i 42CrMoA vindmøller, blev det konstateret, at der var et afkulningslag ved krydset mellem hoved og stang. Fe3C kan reagere med O2, H2O og H2 ved høj temperatur, hvilket resulterer i reduktion af Fe3C inde i boltmaterialet, hvorved ferritfasen af ​​boltmaterialet øges, boltmaterialets styrke reduceres og let forårsager mikrorevner. Styring af opvarmningstemperaturen i varmebehandlingsprocessen og brug af en kontrolleret atmosfære til at beskytte opvarmningen kan løse dette problem godt.

Fastgørelsesmidler forbedrer mikrostrukturen gennem varmebehandling og hærdning og har fremragende omfattende mekaniske egenskaber, som kan forbedre udmattelsesstyrken af ​​boltematerialer, rimeligt kontrollere kornstørrelsen for at sikre lavtemperaturslagenergi og kan også opnå høj slagstyrke. Rimelig varmebehandling forfiner kornene og forkorter korngrænseafstanden for at forhindre forekomsten af ​​udmattelsesrevner. Hvis der er en vis mængde knurhår eller andre partikler inde i materialet, kan disse tilføjede faser forhindre beboeren i at glide til en vis grad. Remmens glidning forhindrer initiering og udbredelse af mikrorevner.

Varmebehandling har stor indflydelse på udmattelsesstyrken af ​​boltematerialer. Under varmebehandlingsprocessen skal varmebehandlingsprocessen bestemmes i henhold til boltens ydeevne. Frembringelsen af ​​initiale udmattelsesrevner er forårsaget af spændingskoncentrationen forårsaget af defekterne i boltmaterialets mikrostruktur. Varmebehandling er en metode til at optimere strukturen af ​​fastgørelseselementer, hvilket kan forbedre udmattelsesevnen af ​​boltematerialer til en vis grad og forbedre produkternes levetid. I det lange løb kan det spare ressourcer og følge strategien om bæredygtig udvikling.