¿Cuánto mejora la resistencia a la fatiga de los pernos de alta resistencia después del tratamiento térmico?

La resistencia a la fatiga depernos de alta resistenciasiempre ha sido un tema importante. Los datos muestran que la mayor parte de las fallas de los pernos de alta resistencia se deben a daños por fatiga, y casi no hay signos de daños por fatiga en los pernos, por lo que es probable que ocurran accidentes graves cuando se produzcan daños por fatiga.

Entonces, ¿puede el tratamiento térmico mejorar el rendimiento de los materiales de fijación? ¿Cuánto puede aumentar su resistencia a la fatiga? En vista de los crecientes requisitos de uso de los pernos de alta resistencia, es aún más importante mejorar la resistencia a la fatiga de los materiales de los pernos mediante el tratamiento térmico.

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1. Material grietas por fatiga de alta resistenciapernos:

El lugar donde comienzan las grietas por fatiga se denomina fuente de fatiga. La fuente de fatiga es muy sensible a la microestructura de los pernos y puede iniciar grietas por fatiga a una escala muy pequeña. Generalmente dentro de 3 a 5 tamaños de grano, la calidad de la superficie del perno es la principal fuente de fatiga, y la mayor parte de la fatiga comienza en la superficie o debajo de la superficie del perno. Una gran cantidad de dislocaciones y algunos elementos de aleación o impurezas en el cristal del material del perno, y diferencias en la resistencia del límite de grano, estos factores pueden conducir al inicio de grietas por fatiga. Los estudios han demostrado que las grietas por fatiga son propensas a ocurrir en los límites de grano, inclusiones superficiales o partículas de segunda fase y cavidades, todo lo cual está relacionado con la microestructura compleja y cambiante de los materiales. Si la microestructura se puede mejorar después del tratamiento térmico, la resistencia a la fatiga del material del perno se puede mejorar hasta cierto punto.

2. Efecto del tratamiento térmico sobre la resistencia a la fatiga

Al analizar la resistencia a la fatiga de los pernos, se encuentra que se puede mejorar la capacidad de carga estática de los pernos aumentando la dureza, pero la mejora de la resistencia a la fatiga no se puede lograr aumentando la dureza. Debido a que la tensión de muesca del perno provocará una gran concentración de tensión, aumentar la dureza de la muestra sin concentración de tensión puede mejorar su resistencia a la fatiga. La dureza es un índice para medir la suavidad y la dureza de los materiales metálicos, y es la capacidad de los materiales para resistir la intrusión de objetos más duros que ellos. El nivel de dureza también refleja la resistencia y plasticidad de los materiales metálicos. La concentración de tensiones en la superficie del perno reducirá su resistencia superficial. Cuando se somete a cargas dinámicas alternas, el proceso de microdeformación y recuperación continuará ocurriendo en la parte de concentración de tensión de la muesca, y la tensión que recibe es mucho mayor que la de la parte sin concentración de tensión, por lo que es fácil conducir a la formación de grietas por fatiga.

3. Efecto de la descarburación sobre la resistencia a la fatiga

La descarburación de la superficie del perno reducirá la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste del perno después del enfriamiento y reducirá significativamente la resistencia a la fatiga del perno. En el estándar GB/T3098.1, hay una prueba de descarburación para el rendimiento del perno y se especifica la profundidad máxima de descarburación. Una gran cantidad de literatura muestra que debido a un tratamiento térmico inadecuado, la superficie del perno se descarbura y la calidad de la superficie se reduce, lo que reduce su resistencia a la fatiga. Al analizar la causa de la falla por fractura de pernos de alta resistencia en turbinas eólicas de 42CrMoA, se encontró que había una capa de descarburación en la unión de la cabeza y la varilla. Fe3C puede reaccionar con O2, H2O y H2 a alta temperatura, lo que da como resultado la reducción de Fe3C dentro del material del perno, lo que aumenta la fase de ferrita del material del perno, reduce la resistencia del material del perno y causa fácilmente microfisuras. El control de la temperatura de calefacción en el proceso de tratamiento térmico y el uso de una atmósfera controlada para proteger la calefacción pueden resolver bien este problema.

Los sujetadores mejoran la microestructura a través del tratamiento térmico y el revenido, y tienen excelentes propiedades mecánicas integrales, que pueden mejorar la resistencia a la fatiga de los materiales de los pernos, controlar razonablemente el tamaño del grano para garantizar energía de impacto a baja temperatura y también pueden obtener una gran resistencia al impacto. El tratamiento térmico razonable refina los granos y acorta la distancia del límite de grano para evitar la aparición de grietas por fatiga. Si hay una cierta cantidad de bigotes o segundas partículas dentro del material, estas fases añadidas pueden evitar que el residente se deslice hasta cierto punto. El deslizamiento de la correa evita la iniciación y propagación de microfisuras.

El tratamiento térmico tiene una gran influencia en la resistencia a la fatiga de los materiales de los pernos. Durante el proceso de tratamiento térmico, el proceso de tratamiento térmico debe determinarse de acuerdo con el rendimiento del perno. La generación de grietas por fatiga inicial es causada por la concentración de tensiones causada por los defectos en la microestructura del material del perno. El tratamiento térmico es un método para optimizar la estructura de los sujetadores, lo que puede mejorar el rendimiento de fatiga de los materiales de los pernos hasta cierto punto y mejorar la vida útil de los productos. A la larga, puede ahorrar recursos y ajustarse a la estrategia de desarrollo sostenible.