De vermoeiingssterkte vanbouten met hoge sterktealtijd een belangrijk punt geweest. Gegevens tonen aan dat het grootste deel van het falen van bouten met een hoge sterkte wordt veroorzaakt door vermoeiingsschade, en er zijn bijna geen tekenen van vermoeiingsschade, dus er zullen zich waarschijnlijk grote ongelukken voordoen wanneer vermoeiingsschade optreedt.
Dus, kan warmtebehandeling de prestaties van bevestigingsmaterialen verbeteren? Hoeveel kan het zijn vermoeiingssterkte verhogen? Met het oog op de toenemende gebruikseisen van bouten met een hoge sterkte, is het zelfs nog belangrijker om de vermoeiingssterkte van boutmaterialen te verbeteren door warmtebehandeling.
1. Materiële vermoeidheidsscheuren van hoge sterktebouten:
De plaats waar vermoeiingsscheuren ontstaan, wordt de bron van vermoeiing genoemd. De vermoeiingsbron is zeer gevoelig voor de microstructuur van bouten en kan op zeer kleine schaal vermoeiingsscheuren veroorzaken. Over het algemeen is de kwaliteit van het boutoppervlak binnen 3 tot 5 korrelgroottes de belangrijkste bron van vermoeidheid en begint de meeste vermoeidheid vanaf het oppervlak of de ondergrond van de bout. Een groot aantal dislocaties en enkele legeringselementen of onzuiverheden in het kristal van het boutmateriaal, en verschillen in korrelgrenssterkte, deze factoren kunnen leiden tot het ontstaan van vermoeiingsscheuren. Studies hebben aangetoond dat vermoeiingsscheuren vaak voorkomen bij korrelgrenzen, oppervlakte-insluitingen of tweedefasedeeltjes en holtes, die allemaal verband houden met de complexe en veranderlijke microstructuur van materialen. Als de microstructuur na warmtebehandeling kan worden verbeterd, kan de vermoeiingssterkte van het boutmateriaal tot op zekere hoogte worden verbeterd.
2. Effect van warmtebehandeling op vermoeiingssterkte
Bij het analyseren van de vermoeiingssterkte van bouten blijkt dat het verbeteren van het statische draagvermogen van bouten kan worden bereikt door de hardheid te vergroten, maar de verbetering van de vermoeiingssterkte kan niet worden bereikt door de hardheid te vergroten. Omdat de kerfspanning van de bout een grote spanningsconcentratie veroorzaakt, kan het verhogen van de hardheid van het monster zonder spanningsconcentratie de vermoeiingssterkte verbeteren. Hardheid is een index om de zachtheid en hardheid van metalen materialen te meten, en het is het vermogen van materialen om weerstand te bieden aan het binnendringen van objecten die harder zijn dan het. Het niveau van hardheid weerspiegelt ook de sterkte en plasticiteit van metalen materialen. De spanningsconcentratie op het oppervlak van de bout zal de oppervlaktesterkte verminderen. Wanneer het wordt onderworpen aan wisselende dynamische belastingen, zal het proces van microvervorming en herstel blijven optreden bij het spanningsconcentratiegedeelte van de inkeping, en de spanning die het ontvangt is veel groter dan die van het onderdeel zonder spanningsconcentratie, dus het is gemakkelijk om leiden tot de vorming van vermoeiingsscheuren.
3. Effect van ontkoling op vermoeiingssterkte
Ontkoling van het boutoppervlak zal de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van de bout na afschrikken verminderen en de vermoeiingssterkte van de bout aanzienlijk verminderen. In de GB/T3098.1-norm is er een ontkolingstest voor boutprestaties en wordt de maximale ontkolingsdiepte gespecificeerd. Uit een groot aantal literatuur blijkt dat als gevolg van een onjuiste warmtebehandeling het boutoppervlak wordt ontkoold en de oppervlaktekwaliteit afneemt, waardoor de vermoeiingssterkte afneemt. Bij het analyseren van de oorzaak van breukbreuk van zeer sterke bouten in 42CrMoA-windturbines, bleek dat er een ontkolingslaag was op de kruising van de kop en de stang. Fe3C kan bij hoge temperatuur reageren met O2, H2O en H2, wat resulteert in de vermindering van Fe3C in het boutmateriaal, waardoor de ferrietfase van het boutmateriaal toeneemt, de sterkte van het boutmateriaal afneemt en er gemakkelijk microscheurtjes ontstaan. Het regelen van de verwarmingstemperatuur in het warmtebehandelingsproces en het gebruik van een gecontroleerde atmosfeer om de verwarming te beschermen, kan dit probleem goed oplossen.
Bevestigingsmiddelen verbeteren de microstructuur door warmtebehandeling en ontlaten, en hebben uitstekende uitgebreide mechanische eigenschappen, die de vermoeiingssterkte van boutmaterialen kunnen verbeteren, de korrelgrootte redelijk kunnen regelen om impactenergie bij lage temperatuur te garanderen en ook een hoge slagvastheid kunnen verkrijgen. Redelijke hittebehandeling verfijnt de korrels en verkort de korrelgrensafstand om vermoeiingsscheuren te voorkomen. Als er een bepaalde hoeveelheid snorharen of tweede deeltjes in het materiaal zit, kunnen deze toegevoegde fasen voorkomen dat de bewoner tot op zekere hoogte uitglijdt. Het slippen van de band voorkomt het ontstaan en de voortplanting van microscheurtjes.
Warmtebehandeling heeft een grote invloed op de vermoeiingssterkte van boutmaterialen. Tijdens het warmtebehandelingsproces moet het warmtebehandelingsproces worden bepaald op basis van de prestaties van de bout. Het ontstaan van initiële vermoeiingsscheuren wordt veroorzaakt door de spanningsconcentratie veroorzaakt door de defecten in de microstructuur van het boutmateriaal. Warmtebehandeling is een methode om de structuur van bevestigingsmiddelen te optimaliseren, wat de vermoeidheidsprestaties van boutmaterialen tot op zekere hoogte kan verbeteren en de levensduur van producten kan verbeteren. Op de lange termijn kan het middelen besparen en in overeenstemming zijn met de strategie van duurzame ontwikkeling.
