Mikä on lämpökäsittelyn vaikutus pulttien väsymislujuuden parantamiseen?

Väsymys vahvuuspultiton aina ollut huolenaihe. Tiedot osoittavat, että suurin osa pulttien rikkoutumisesta johtuu väsymisvaurioista, eikä väsymisvauriosta ole juuri mitään merkkejä, joten väsymisvaurion sattuessa voi helposti sattua suuria onnettomuuksia. Lämpökäsittelyllä voidaan optimoida kiinnitysmateriaalien suorituskykyä ja parantaa niiden väsymislujuutta. Kun otetaan huomioon lujien pulttien yhä korkeammat käyttövaatimukset, on entistä tärkeämpää parantaa pulttimateriaalien väsymislujuutta lämpökäsittelyn avulla.

Lämpökäsittelyn vaikutus pulttien väsymislujuuden parantamiseen.

Materiaalien väsymishalkeamien alkaminen.

Paikkaa, josta väsymys halkeilee ensin, kutsutaan väsymislähteeksi. Väsymislähde on erittäin herkkä pultin mikrorakenteelle ja voi aiheuttaa väsymishalkeamia hyvin pienessä mittakaavassa, yleensä 3-5 raekoon sisällä. Pultin pinnanlaatuongelma on pääasiallinen väsymislähde, ja suurin osa väsymyksestä alkaa pultin pinnasta tai alta. Lukuisat dislokaatiot ja jotkut metalliseoselementit tai epäpuhtaudet pulttimateriaalin kiteessä sekä erot raerajojen lujuudessa ovat kaikki tekijöitä, jotka voivat johtaa väsymishalkeamien syntymiseen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että väsymishalkeamat ovat alttiita seuraavissa paikoissa: rakeiden rajat, pinnan sulkeumat tai toisen vaiheen hiukkaset ja ontelot. Nämä paikat liittyvät kaikki materiaalin monimutkaiseen ja muuttuvaan mikrorakenteeseen. Jos mikrorakennetta voidaan parantaa lämpökäsittelyn jälkeen, voidaan pulttimateriaalin väsymislujuutta parantaa jossain määrin.

Hiilenpoiston vaikutus väsymislujuuteen.

Hiilenpoisto pultin pinnalla vähentää pultin pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä karkaisun jälkeen ja vähentää merkittävästi pultin väsymislujuutta. GB/T3098.1-standardi sisältää hiilenpoistotestin pultin suorituskyvylle ja määrittää suurimman hiilenpoistokerroksen syvyyden. Suuri määrä kirjallisuutta osoittaa, että väärän lämpökäsittelyn seurauksena pultin pinta hiiltyy ja pinnan laatu heikkenee, mikä heikentää sen väsymislujuutta. Analysoitaessa 42CrMoA-tuuliturbiinin lujan pultin murtumisvaurion syytä havaittiin, että hiilenpoistokerros oli olemassa pään ja tangon risteyksessä. Fe3C voi reagoida O2:n, H2O:n ja H2:n kanssa korkeissa lämpötiloissa, mikä johtaa Fe3C:n vähenemiseen pulttimateriaalin sisällä, mikä lisää pulttimateriaalin ferriittifaasia, vähentää pulttimateriaalin lujuutta ja aiheuttaa helposti mikrohalkeamia. Lämmityslämpötilan säätäminen lämpökäsittelyprosessin aikana ja säädellyn ilmakehän suojalämmityksen käyttöönotto voivat ratkaista tämän ongelman hyvin.

Lämpökäsittelyn vaikutus väsymislujuuteen.

Kun analysoidaan väsymislujuuttapultit, havaittiin, että pulttien staattista kantavuutta voidaan parantaa lisäämällä kovuutta, kun taas väsymislujuutta ei voida parantaa kovuutta lisäämällä. Koska pulttien lovijännitys lisää jännityspitoisuutta, näytteiden kovuuden lisääminen ilman jännityspitoisuutta voi parantaa niiden väsymislujuutta.

Kovuus on metallimateriaalien kovuuden indikaattori ja materiaalien kyky vastustaa sitä kovempien esineiden painetta. Kovuus heijastaa myös metallimateriaalien lujuutta ja plastisuutta. Jännitys keskittyy pulttien pintaan heikentää sen pintalujuutta. Vuorotteleville dynaamisille kuormituksille kohdistettaessa mikrodeformaatioita ja palautumisprosesseja tapahtuu edelleen loven jännityskeskittymiskohdassa, ja siihen kohdistuva jännitys on paljon suurempi kuin jännityskeskittymättömässä paikassa, mikä voi helposti johtaa väsymishalkeamiin. .

Kiinnikkeet parantavat mikrorakennettaan lämpökäsittelyn ja karkaisun avulla ja niillä on erinomaiset kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet. Ne voivat parantaa pulttimateriaalien väsymislujuutta, hallita kohtuullisesti raekokoa alhaisen lämpötilan iskutyön varmistamiseksi ja saavuttaa myös suuremman iskunkestävyyden. Kohtuullinen lämpökäsittely voi jalostaa jyviä ja lyhentää raerajojen välistä etäisyyttä väsymishalkeamien estämiseksi. Jos materiaalin sisällä on tietty määrä viiksiä tai toisen vaiheen hiukkasia, nämä lisätyt faasit voivat estää jääneen liukunauhan liukumisen jossain määrin ja siten estää mikrohalkeamien syntymisen ja laajenemisen.

Johtopäätös

Väsymishalkeamat alkavat aina materiaalin heikoimmasta lenkistä.Pultitovat alttiita halkeamille pinta- tai pinnan alla olevista vioista. Jäljelle jääneet liukunauhat, rakeiden rajat, pinnan sulkeumat tai toisen vaiheen hiukkaset ja tyhjät tilat ovat alttiita syntymään materiaalin sisällä, koska nämä kohdat ovat alttiita jännityksen keskittymiselle.

Lämpökäsittelyllä on suuri vaikutus pulttimateriaalien väsymislujuuteen. Lämpökäsittelyprosessin aikana lämpökäsittelyprosessi tulee määrittää erityisesti pultin suorituskyvyn mukaan. Alkuperäinen väsymishalkeama johtuu pulttimateriaalin mikroskooppisista rakenteellisista virheistä aiheutuvasta jännityskeskittymisestä. Lämpökäsittely on menetelmä optimoida kiinnitysrakenne, joka voi parantaa pulttimateriaalin väsymiskykyä jossain määrin ja pidentää tuotteen käyttöikää. Pitkällä aikavälillä se voi säästää resursseja ja mukautua kestävän kehityksen strategiaan