¿Cuál es el efecto del tratamiento térmico en la mejora de la resistencia a la fatiga de los pernos?

La resistencia a la fatiga depernossiempre ha sido un tema de preocupación. Los datos muestran que la mayor parte de las fallas de los pernos se deben a daños por fatiga y casi no hay signos de daños por fatiga, por lo que pueden ocurrir fácilmente accidentes importantes cuando se producen daños por fatiga. El tratamiento térmico puede optimizar el rendimiento de los materiales de fijación y mejorar su resistencia a la fatiga. En vista de los requisitos de uso cada vez más elevados de los pernos de alta resistencia, es aún más importante mejorar la resistencia a la fatiga de los materiales de los pernos mediante un tratamiento térmico.

El efecto del tratamiento térmico en la mejora de la resistencia a la fatiga de los pernos.

El inicio de grietas por fatiga en materiales.

El lugar donde comienzan las grietas por fatiga se llama fuente de fatiga. La fuente de fatiga es muy sensible a la microestructura del perno y puede iniciar grietas por fatiga a una escala muy pequeña, generalmente entre 3 y 5 tamaños de grano. El problema de 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. Un gran número de dislocaciones y algunos elementos de aleación o impurezas en el cristal del material del perno, así como diferencias en la resistencia de los límites de grano, son factores que 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 huecos. 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.

Efecto de la descarburación sobre la resistencia a la fatiga.

La descarburación en 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. El estándar GB/T3098.1 contiene una prueba de descarburación para el rendimiento de los pernos y especifica la profundidad máxima de la capa 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 la causa de la falla por fractura del perno de alta resistencia del aerogenerador 42CrMoA, se encontró que la capa de descarburación existía en la unión de la cabeza y la varilla. Fe3C puede reaccionar con O2, H2O y H2 a altas temperaturas, lo que resulta en una reducción de Fe3C dentro del material del perno, aumentando así la fase de ferrita del material del perno, reduciendo la resistencia del material del perno y causando fácilmente microfisuras. Controlar la temperatura de calentamiento durante el proceso de tratamiento térmico y adoptar un calentamiento de protección de atmósfera controlada puede resolver bien este problema.

Efecto del tratamiento térmico sobre la resistencia a la fatiga.

Al analizar la resistencia a la fatiga depernos, se descubrió que se puede mejorar la capacidad de carga estática de los pernos aumentando la dureza, mientras que no se puede mejorar la resistencia a la fatiga aumentando la dureza. Debido a que la tensión de entalla de los pernos provocará una mayor concentración de tensión, aumentar la dureza de las muestras sin concentración de tensión puede mejorar su resistencia a la fatiga.

La dureza es un indicador de la dureza de los materiales metálicos y es la capacidad de los materiales para resistir la presión de objetos más duros que ellos. La dureza también refleja la resistencia y plasticidad de los materiales metálicos. La concentración de tensiones en la superficie de los pernos reducirá su resistencia superficial. Cuando se somete a cargas dinámicas alternas, los procesos de microdeformación y recuperación continuarán ocurriendo en el sitio de concentración de tensiones en la entalla, y la tensión a la que está sometido es mucho mayor que en el sitio sin concentración de tensiones, lo que puede conducir fácilmente a grietas por fatiga. .

Los sujetadores mejoran su microestructura mediante tratamiento térmico y templado, y tienen excelentes propiedades mecánicas integrales. Pueden mejorar la resistencia a la fatiga de los materiales de los pernos, controlar razonablemente el tamaño del grano para garantizar un trabajo de impacto a baja temperatura y también obtener una mayor tenacidad al impacto. Un tratamiento térmico razonable puede refinar los granos y acortar la distancia entre los límites de los granos para evitar grietas por fatiga. Si hay una cierta cantidad de bigotes o partículas de segunda fase dentro del material, estas fases agregadas pueden prevenir el deslizamiento de la banda deslizante retenida hasta cierto punto, evitando así la iniciación y expansión de microfisuras.

Conclusión

Las grietas por fatiga siempre se inician en el eslabón más débil del material.Pernosson propensos a agrietarse debido a defectos superficiales o subterráneos. Es probable que se produzcan bandas deslizantes retenidas, límites de grano, inclusiones superficiales o partículas de segunda fase y huecos dentro del material porque estas ubicaciones son propensas a la concentración de tensiones.

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 específicamente de acuerdo con el rendimiento del perno. La grieta por fatiga inicial es causada por la concentración de tensiones causada por defectos estructurales microscópicos del material del perno. El tratamiento térmico es un método para optimizar la estructura del sujetador, lo que puede mejorar el rendimiento de fatiga del material del perno hasta cierto punto y aumentar la vida útil del producto. A largo plazo, puede ahorrar recursos y ajustarse a la estrategia de desarrollo sostenible.