Tretthetsstyrken tilhøyfaste bolterhar alltid vært en viktig sak. Data viser at det meste av svikt i høyfaste bolter er forårsaket av utmattingsskader, og det er nesten ingen tegn til utmattingsskader, så store ulykker vil sannsynligvis oppstå når utmattingsskader oppstår.
Så, kan varmebehandling forbedre ytelsen til festematerialer? Hvor mye kan det øke utmattelsesstyrken? I lys av de økende brukskravene til høyfaste bolter, er det enda viktigere å forbedre utmattingsstyrken til boltmaterialer gjennom varmebehandling.
1. Materialutmattelsessprekker av høy styrkebolter:
Stedet hvor tretthet sprekker først starter kalles kilden til tretthet. Utmattingskilden er svært følsom for mikrostrukturen til bolter, og kan initiere utmattingssprekker i svært liten skala. Generelt innenfor 3 til 5 kornstørrelser er kvaliteten på boltoverflaten hovedkilden til tretthet, og det meste av trettheten starter fra overflaten eller undergrunnen av bolten. Et stort antall dislokasjoner og noen legeringselementer eller urenheter i boltmaterialets krystall, og forskjeller i korngrensestyrke, kan disse faktorene føre til utmattelsessprekkinitiering. Studier har vist at utmattelsessprekker er tilbøyelige til å oppstå ved korngrenser, overflateinneslutninger eller andrefasepartikler og hulrom, som alle er relatert til materialers komplekse og foranderlige mikrostruktur. Hvis mikrostrukturen kan forbedres etter varmebehandling, kan utmattingsstyrken til boltmaterialet forbedres til en viss grad.
2. Effekt av varmebehandling på utmattelsesstyrke
Når man analyserer utmattelsesstyrken til bolter, er det funnet at forbedring av den statiske bæreevnen til bolter kan oppnås ved å øke hardheten, men forbedringen av utmattingsstyrken kan ikke oppnås ved å øke hardheten. Fordi hakkspenningen til bolten vil forårsake en stor spenningskonsentrasjon, kan en økning av hardheten til prøven uten spenningskonsentrasjon forbedre utmattelsesstyrken. Hardhet er en indeks for å måle mykheten og hardheten til metallmaterialer, og det er materialers evne til å motstå inntrengning av gjenstander hardere enn det. Hardhetsnivået gjenspeiler også styrken og plastisiteten til metallmaterialer. Spenningskonsentrasjonen på overflaten av bolten vil redusere overflatestyrken. Når den utsettes for vekslende dynamiske belastninger, vil prosessen med mikrodeformasjon og gjenoppretting fortsette å skje ved spenningskonsentrasjonsdelen av hakket, og spenningen den mottar er mye større enn delen uten spenningskonsentrasjon, så det er lett å føre til dannelse av utmattelsessprekker.
3. Effekt av avkarbonisering på utmattelsesstyrke
Avkarbonisering av boltoverflaten vil redusere overflatehardheten og slitestyrken til bolten etter bråkjøling, og redusere utmattelsesstyrken til bolten betydelig. I GB/T3098.1-standarden er det en avkolningstest for boltytelse, og maksimal avkolingsdybde er spesifisert. Et stort antall litteratur viser at på grunn av feil varmebehandling avkulles boltoverflaten og overflatekvaliteten reduseres, og dermed reduseres utmattingsstyrken. Når man analyserte årsaken til bruddsvikt av høyfaste bolter i 42CrMoA vindturbiner, ble det funnet at det var et avkullingslag ved krysset mellom hodet og stangen. Fe3C kan reagere med O2, H2O og H2 ved høy temperatur, noe som resulterer i reduksjon av Fe3C inne i boltmaterialet, og øker dermed ferrittfasen til boltmaterialet, reduserer styrken til boltmaterialet og forårsaker lett mikrosprekker. Kontroll av oppvarmingstemperaturen i varmebehandlingsprosessen og bruk av en kontrollert atmosfære for å beskytte oppvarmingen kan løse dette problemet godt.
Festemidler forbedrer mikrostrukturen gjennom varmebehandling og herding, og har utmerkede omfattende mekaniske egenskaper, som kan forbedre utmattelsesstyrken til boltmaterialer, rimelig kontrollere kornstørrelsen for å sikre lavtemperaturslagenergi, og kan også oppnå høy slagfasthet. Rimelig varmebehandling foredler kornene og forkorter korngrenseavstanden for å forhindre at det oppstår utmattelsessprekker. Hvis det er en viss mengde værhår eller andre partikler inne i materialet, kan disse tilførte fasene til en viss grad hindre beboeren å gli. Glidningen av beltet forhindrer initiering og forplantning av mikrosprekker.
Varmebehandling har stor innflytelse på utmattingsstyrken til boltmaterialer. Under varmebehandlingsprosessen bør varmebehandlingsprosessen bestemmes i henhold til ytelsen til bolten. Generering av innledende utmattingssprekker er forårsaket av spenningskonsentrasjonen forårsaket av defektene i mikrostrukturen til boltmaterialet. Varmebehandling er en metode for å optimalisere strukturen til festemidler, som kan forbedre utmattingsytelsen til boltmaterialer til en viss grad og forbedre levetiden til produktene. I det lange løp kan det spare ressurser og følge strategien for bærekraftig utvikling.
