どのくらいの高強度ボルトの耐疲労性は、熱処理後に改善していますか？
高強度ボルトの疲労強度が常に懸念の課題となっていました。データは、高強度ボルトの故障のほとんどが疲労破壊によって引き起こされていることを示し、ボルトの兆候はそれほど大きな事故が疲労破壊が発生したときに発生しやすい、疲労破壊の間にはほとんど存在しません。
だから、ファスナー材料の性能を向上させる熱処理をすることができますか？どのくらいの疲労強度を向上させるのでしょうか？高強度ボルトのますます高い使用要件を考慮すると、熱処理によりボルト材料の疲労強度を向上させることが非常に重要です。
高強度ボルトの材料疲労亀裂
1.疲労亀裂が最初に始まる場所は疲労の源と呼ばれています。疲労源は、ボルトの微細構造に非常に敏感であり、小規模で疲労亀裂を開始することができます。
2.一般的に3〜5粒径内、ボルト表面品質の問題は、疲労の主な原因であり、疲労のほとんどは、ボルト表面又は表面下から始まります。
3.ボルト材料の結晶内の転位、いくつかの合金元素または不純物、及び粒界強度の差の多数。これらの要因は、疲労亀裂発生を引き起こす可能性があります。
研究では、疲労亀裂が粒界、表面の介在物や二次相粒子、および空隙で発生する傾向があることを示しています。これらの位置は、材料の複雑かつ可変の微細構造に関連しています。微細構造は、熱処理後に改善することができれば、ボルト材料の疲労強度をある程度向上させることができます。
疲労強度に対する熱処理の影響
ボルトの疲労強度を解析する場合は、ボルトの静的荷重支持能力を向上させるには硬さを増加させることによって達成することができ、疲労強度の向上は、硬さを増加させることによって達成することができないことがわかりました。
ボルトのノッチ応力が大きな応力集中の原因となりますので、応力集中せずにサンプルの硬度を増加させると、その疲労強度を向上させることができます。
1.硬さは、金属材料の柔らかさと硬さの指標です。それよりも硬い物体の侵入に抵抗する材料の能力です。硬度はまた、金属材料の強度と可塑性を反映しています。
2.ボルト表面の応力集中は、その表面強度が低下します。交互の動的負荷を受けたとき、微小変形および回復のプロセスはノッチ応力集中部に続く、それが受信した応力は、それが原因の疲労亀裂に容易である応力集中ない部分よりもはるかに大きいです。
熱処理
ボルト材料の疲労強度を向上させます
ファスナーは、熱処理と焼き戻しを介して微細構造を改善し、ボルト材料の疲労強度を向上させることができる優れた総合的な機械的特性を有します。
適度に低温衝撃エネルギーを確実にするために、結晶粒径を制御し、また、より高い衝撃靱性を得ます。
結晶粒を微細化し、粒界の距離を短くするために合理的な熱処理は、疲労亀裂の発生を防止することができます。
ウィスカー又は第2の粒子の一定量は、材料中に存在する場合、これらの追加の相は、これによりマイクロクラックの開始及び伝播を防止する、ある程度常駐スリップゾーンのスリップを防止することができます。
熱処理
ボルト材料の疲労強度に及ぼす影響
熱処理工程では、熱処理工程は、ボルトの性能に応じて決定されるべきです。初期疲労亀裂は、ボルト材料の微細構造の欠陥に起因する応力集中に起因します。
熱処理はある程度ボルト材料の疲労性能を向上させ、製品の寿命を延ばすことができる締結具の構造を最適化する方法です。
疲労強度上の脱炭の効果
ボルト表面の脱炭は、焼入れ後のボルトの表面硬度と耐摩耗性を低減し、かつ大幅にボルトの疲労強度が低下します。
1 GB / T3098.1規格はボルト性能のため脱炭試験であり、脱炭層の最大深さを指定します。文献データが示す大量の不適切な熱処理による、ボルトの表面が脱炭され、表面の品質は、その疲労強度を減少させる、低下されます。
42CrMoA風力タービンの高強度ボルトの破壊故障の原因を分析するとき2.、それは脱炭層はヘッドバーの接合部に存在することが判明しました。Fe3Cこれにより、ボルト材料のフェライト相を増加ボルト材料の強度を低減し、容易にマイクロクラックを生じさせる、ボルト材料内部Fe3Cの減少をもたらす、高温でO2、H2O、及びH 2と反応することができます。
熱処理工程においては、加熱温度が制御され、制御された雰囲気保護加熱は、この問題を解決するために使用されなければなりません。長い目で見れば、それは、資源を節約し、持続可能な発展戦略を満たすことができます。
