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

La resistencia a la fatiga de los pernos de hardware de alta resistencia siempre ha sido una preocupación. Los datos muestran que la mayoría de las fallas de los pernos de alta resistencia son causadas por fallas por fatiga y casi no hay signos de falla por fatiga de los pernos, por lo que es probable que ocurran accidentes importantes cuando ocurre una falla por fatiga.

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

1. Grietas por fatiga del material en pernos de alta resistencia:

El lugar donde comienza la grieta por fatiga se llama fuente de fatiga. La fuente de fatiga es muy sensible a la microestructura de los pernos y se pueden inducir grietas por fatiga a muy pequeña escala. Generalmente entre 3 y 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 subsuperficie del perno. Una gran cantidad de dislocaciones, algunos elementos de aleación o impurezas en el cristal del material del perno y la diferencia en la resistencia del límite de grano pueden conducir al inicio de grietas por fatiga. Los estudios han demostrado que las grietas por fatiga son propensas a ocurrir en los siguientes lugares: límites de grano, inclusiones superficiales o partículas de segunda fase y cavidades. Todas estas ubicaciones están relacionadas con la microestructura compleja y cambiante del material. Si se puede mejorar la microestructura después del tratamiento térmico, la resistencia a la fatiga del material del perno se puede mejorar hasta cierto punto.

2. La influencia del tratamiento térmico en la resistencia a la fatiga (Guía: ¿Cuáles son los parámetros de los husillos de bolas en general)?

Al analizar la resistencia a la fatiga de los pernos, se encontró que se puede mejorar la capacidad de carga estática de los pernos aumentando la dureza, mientras que la mejora de la resistencia a la fatiga no se puede lograr aumentando la dureza. Debido a que la tensión entallada del perno causará una mayor 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 el grado de dureza de un material metálico. Es la capacidad de un material para resistir la intrusión de objetos más duros que él. El nivel de dureza también refleja la resistencia y plasticidad del material metálico. La concentración de tensión 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 parte sin concentración de tensión, lo que es fácil de conducir a la Generación de grietas por fatiga.

3. La influencia de la descarburación en 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. Existe una prueba de descarburación para el rendimiento de los pernos en el estándar GB/T3098.1 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, reduciendo así su resistencia a la fatiga. Al analizar los motivos del fallo de los pernos de alta resistencia del aerogenerador 42CrMoA, se encontró que existía una capa descarburada en la unión de la cabeza y la varilla. El Fe3C puede reaccionar con O2, H2O y H2 a alta temperatura para reducir el Fe3C dentro del material del perno, aumentando así la fase de ferrita del material del perno, reduciendo la resistencia del material del perno y provocando fácilmente microfisuras. En el proceso de tratamiento térmico, la temperatura de calentamiento debe controlarse bien y, al mismo tiempo, se debe utilizar la calefacción de protección de atmósfera controlada para resolver este problema.

Los sujetadores mejoran la microestructura mediante tratamiento térmico y templado, y tienen excelentes propiedades mecánicas integrales, que pueden mejorar la resistencia a la fatiga del material del perno, controlar razonablemente el tamaño del grano para garantizar la energía de impacto a baja temperatura y también obtener una mayor tenacidad al impacto. Un tratamiento térmico razonable para refinar los granos y acortar la distancia entre los límites de los granos puede prevenir la aparición de grietas por fatiga. Si hay una cierta cantidad de bigotes o segundas partículas dentro del material, estas fases añadidas pueden evitar hasta cierto punto el deslizamiento residente. El deslizamiento de la correa evita la iniciación y expansión 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 las propiedades del perno. Las grietas iniciales por fatiga son causadas por la concentración de tensiones provocadas por los defectos de la microestructura del material del perno. El tratamiento térmico es un método para optimizar la organización de los sujetadores, lo que puede mejorar el rendimiento de fatiga de los materiales de los pernos hasta cierto punto y aumentar la vida útil del producto. A largo plazo, puede ahorrar recursos y ajustarse a la estrategia de desarrollo sostenible.

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