ผลของการบำบัดความร้อนในการปรับปรุงความแข็งแรงความล้าของสลักเกลียวคืออะไร?

ความแข็งแรงเมื่อยล้าของสลักเกลียวเป็นประเด็นที่น่ากังวลมาโดยตลอด ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวของโบลต์ส่วนใหญ่เกิดจากความเสียหายจากความล้า และแทบไม่มีร่องรอยของความเสียหายจากความล้า ดังนั้นอุบัติเหตุใหญ่ๆ จึงสามารถเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อความเสียหายจากความล้าเกิดขึ้น การอบชุบด้วยความร้อนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุยึดและปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้า เมื่อพิจารณาถึงความต้องการใช้งานโบลต์ที่มีความแข็งแรงสูงมากขึ้นเรื่อยๆ การปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของวัสดุโบลต์ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนจึงมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น

ผลของการให้ความร้อนต่อการปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของสลักเกลียว

การเริ่มต้นของรอยแตกเมื่อยล้าในวัสดุ

จุดที่ความเหนื่อยล้าเริ่มแรกเรียกว่าแหล่งกำเนิดความเหนื่อยล้า แหล่งที่มาของความล้านั้นไวต่อโครงสร้างจุลภาคของโบลต์มาก และสามารถทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าได้ในระดับที่เล็กมาก โดยทั่วไปจะมีขนาดเกรน 3 ถึง 5 ขนาด ปัญหาคุณภาพพื้นผิวของสลักเกลียวเป็นสาเหตุหลักของความล้า และความล้าส่วนใหญ่เริ่มต้นจากพื้นผิวหรือใต้พื้นผิวของสลักเกลียว การเคลื่อนตัวจำนวนมากและองค์ประกอบโลหะผสมบางส่วนหรือสิ่งเจือปนในคริสตัลของวัสดุสลักเกลียว รวมถึงความแตกต่างของความแข็งแรงของขอบเขตเกรน ล้วนเป็นปัจจัยที่อาจนำไปสู่การเริ่มต้นของรอยแตกร้าวเมื่อยล้า การศึกษาพบว่ารอยแตกเมื่อยล้ามีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นที่ตำแหน่งต่อไปนี้: ขอบเขตของเกรน การรวมพื้นผิวหรืออนุภาคระยะที่สอง และช่องว่าง ตำแหน่งเหล่านี้ล้วนเกี่ยวข้องกับโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ของวัสดุ หากสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคได้หลังการอบร้อน ความแข็งแรงความล้าของวัสดุสลักเกลียวสามารถปรับปรุงได้ในระดับหนึ่ง

ผลของการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ต่อความแข็งแรงของความเมื่อยล้า

การแยกคาร์บอนบนพื้นผิวโบลต์จะช่วยลดความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอของโบลต์หลังการดับ และลดความแข็งแรงเมื่อยล้าของโบลต์ได้อย่างมาก มาตรฐาน GB/T3098.1 มีการทดสอบการแยกคาร์บอนไดออกไซด์สำหรับประสิทธิภาพของโบลต์ และระบุความลึกของชั้นการแยกคาร์บอนสูงสุด บทความจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากการอบชุบด้วยความร้อนที่ไม่เหมาะสม พื้นผิวโบลต์จึงถูกกำจัดคาร์บอนและคุณภาพพื้นผิวลดลง จึงช่วยลดความล้าได้ เมื่อวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลวของการแตกหักของสลักเกลียวกำลังสูงของกังหันลม 42CrMoA พบว่ามีชั้นการแยกคาร์บอนอยู่ที่จุดเชื่อมต่อของส่วนหัวและแกน Fe3C สามารถทำปฏิกิริยากับ O2, H2O และ H2 ที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ Fe3C ภายในวัสดุโบลต์ลดลง จึงเป็นการเพิ่มเฟสเฟอร์ไรต์ของวัสดุโบลต์ ลดความแข็งแรงของวัสดุโบลต์ และทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ง่าย การควบคุมอุณหภูมิความร้อนในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อนและการใช้ความร้อนแบบป้องกันบรรยากาศแบบควบคุมสามารถแก้ปัญหานี้ได้ดี

ผลของการบำบัดด้วยความร้อนต่อความแข็งแรงของความล้า

เมื่อวิเคราะห์ความล้าของสลักเกลียวพบว่าการปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักคงที่ของสลักเกลียวสามารถทำได้โดยการเพิ่มความแข็ง ในขณะที่การปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าไม่สามารถทำได้โดยการเพิ่มความแข็ง เนื่องจากความเค้นรอยบากของสลักเกลียวจะทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นมากขึ้น การเพิ่มความแข็งของตัวอย่างโดยไม่มีความเข้มข้นของความเค้นจึงสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของความล้าได้

ความแข็งเป็นตัวบ่งชี้ความแข็งของวัสดุโลหะ และเป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงกดของวัตถุที่แข็งกว่ามัน ความแข็งยังสะท้อนถึงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของวัสดุโลหะ ความเค้นที่เข้มข้นบนพื้นผิวของสลักเกลียวจะลดความแข็งแรงของพื้นผิว เมื่ออยู่ภายใต้โหลดไดนามิกแบบสลับ กระบวนการเปลี่ยนรูประดับจุลภาคและการกู้คืนจะยังคงเกิดขึ้นที่บริเวณความเข้มข้นของความเค้นรอยบาก และความเครียดที่เกิดขึ้นจะมากกว่าที่ไซต์งานโดยไม่มีความเข้มข้นของความเครียด ซึ่งสามารถนำไปสู่รอยแตกร้าวได้ง่าย .

ตัวยึดปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคผ่านการบำบัดความร้อนและการแบ่งเบาบรรเทา และมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดีเยี่ยม พวกเขาสามารถปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของวัสดุโบลต์ ควบคุมขนาดเกรนอย่างสมเหตุสมผลเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ และยังได้รับความทนทานต่อแรงกระแทกที่สูงขึ้นอีกด้วย การอบชุบด้วยความร้อนอย่างสมเหตุสมผลสามารถขัดเกลาเมล็ดพืชและลดระยะห่างระหว่างขอบเขตของเมล็ดพืชให้สั้นลงเพื่อป้องกันการแตกร้าวเมื่อยล้า หากมีหนวดหรืออนุภาคระยะที่สองอยู่ภายในวัสดุ ระยะที่เพิ่มเข้ามาเหล่านี้สามารถป้องกันการลื่นของแถบลื่นที่สะสมไว้ได้ในระดับหนึ่ง ซึ่งจะช่วยป้องกันการเริ่มต้นและการขยายตัวของรอยแตกขนาดเล็ก

บทสรุป

รอยแตกจากความล้าเริ่มต้นที่จุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอที่สุดในวัสดุเสมอสลักเกลียวมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวเนื่องจากข้อบกพร่องที่พื้นผิวหรือใต้พื้นผิว แถบลื่นที่ตกค้าง ขอบเขตของเกรน การรวมพื้นผิวหรืออนุภาคระยะที่สอง และช่องว่างมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นภายในวัสดุเนื่องจากตำแหน่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดความเข้มข้นของความเครียด

การอบชุบด้วยความร้อนมีอิทธิพลอย่างมากต่อความแข็งแรงเมื่อยล้าของวัสดุโบลต์ ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อน ควรกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อนตามประสิทธิภาพของโบลต์โดยเฉพาะ รอยแตกเมื่อยล้าเริ่มแรกมีสาเหตุจากความเข้มข้นของความเครียดที่เกิดจากข้อบกพร่องทางโครงสร้างระดับจุลภาคของวัสดุสลักเกลียว การอบชุบด้วยความร้อนเป็นวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างตัวยึดซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความล้าของวัสดุสลักเกลียวได้ในระดับหนึ่งและเพิ่มอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ในระยะยาวสามารถประหยัดทรัพยากรและสอดคล้องกับกลยุทธ์การพัฒนาที่ยั่งยืน