Utilizareașuruburi de înaltă rezistențăeste foarte răspândită, cum ar fi în industria aerospațială, mașini petroliere, mașini/camioane mari etc. În timpul utilizării șuruburilor de înaltă rezistență, modul obișnuit de defecțiune este fractura. Situația de rupere a șuruburilor variază în funcție de utilizare. Unele șuruburi de înaltă rezistență sunt fracturi la oboseală, altele sunt fracturi fragile, iar altele sunt fracturi defect. Pe baza înțelegerii noastre despre utilizarea elementelor de fixare și a șuruburilor, rețeaua de piese standard Zhonghua va împărtăși mai jos diagrame comune de morfologie a fracturilor și motivele corespunzătoare pentru șuruburile de înaltă rezistență.
Exemplul 1: Diagrama morfologică a formei de fractură la oboseală a șurubului de înaltă rezistență
Figura 1 prezintă ruptura la oboseală a șuruburilor de înaltă rezistență
Printre acestea, fractura A este o fractură ductilă, iar fractura B este o fractură de oboseală. Când fractura la oboseală și fractura de duritate coexistă, fractura la oboseală este prima fractură, deci se poate deduce că șurubul de oțel b este prima fractură. Potrivirea slăbită a fileturilor din secțiunea A~B a șurubului B a dus la concentrarea tensiunilor în poziția B. De-a lungul timpului, microfisurile s-au dezvoltat treptat sub tensiunea alternativă de rotație a arborelui cotit, ducând în cele din urmă la o fractură de oboseală multi-sursă. După ce șurubul din oțel B s-a spart, șurubul din oțel A nu a putut suporta forța generată de rotația arborelui cotit, ceea ce a dus la o fractură prin suprasarcină. În rezumat, potrivirea slăbită a firelor din secțiunea A~B a Bșurub din oțela cauzat uzura filetelor șurubului și orificiului șurubului din această zonă. Blocul de echilibrare și brațul manivelă s-au slăbit și ele, rezultând pete de microvibrații pe suprafața de legătură dintre cele două. În același timp, concentrarea tensiunii are loc în poziția B, iar sub tensiunea alternativă a rotației arborelui cotit pentru o lungă perioadă de timp, se formează treptat micro fisuri, ducând în cele din urmă la o fractură de oboseală cu mai multe surse. După ce șurubul din oțel B se rupe, șurubul din oțel A este insuficient pentru a suporta forța generată de rotația arborelui cotit, ducând la ruperea prin suprasarcină, blocul de echilibru zburând și deteriorarea componentelor motorului. Ruptura șuruburilor din oțel este legată de forța axială de strângere insuficientă a șuruburilor de fixare a blocului de echilibru în timpul instalării.
Exemplul 2: Diagrama morfologică a formei de fractură fragilă a șurubului de înaltă rezistență
Figura 2 prezintă ruptura fragilă a șurubului
Analiza macroscopică a suprafeței de rupere a șurubului de înaltă rezistență arată că șurubul din figura 2 aparține unei suprafețe de rupere fragilă. Testarea ulterioară a proprietăților mecanice dezvăluie că indicatorii de duritate și rezistență ai șurubului de înaltă rezistență sunt relativ mari, cu un raport mare randament la rezistență de 0,95; Alungirea, contracția în secțiune transversală și energia de impact scad în mod regulat odată cu creșterea rezistenței și durității. Prin urmare,șuruburisunt supuse forței de pre-strângere, solicitări alternante repetate și sarcini de vibrație de înaltă presiune în timpul funcționării, iar fracturile fragile apar frecvent în timpul utilizării la fața locului. Datele de performanță mecanică testate arată că este necesară îmbunătățirea tenacității materialului. În cazul fixării materialului, reducerea adecvată a indicelui de rezistență pentru a îmbunătăți duritatea este o rotație bună. Rezistența de sacrificiu poate fi compensată prin creșterea diametrului șurubului.
Exemplul 3: Diagrama morfologică a formei de rupere a defectului a șurubului de înaltă rezistență
Figura 3 arată ruptura defectului a șuruburilor de înaltă rezistență
Figura 3: Când un șurub de înaltă rezistență se rupe, acesta începe să crape la teșirea canelurii filetate cu un grad ridicat de concentrare a tensiunilor. Locul de inițiere a fisurii are multe margini de rupere, în principal sub formă de clivaj, și prezintă caracteristici de fractură intergranulară. Șurubul este supus la stres
Apariția fracturii intergranulare. După ce fractura inițiază de la sursa fisurii, fisura se propagă rapid și instabil până când se fracturează. Prezența granulelor grosiere și a defectelor de segregare a granițelor în interiorul materialului duce la o scădere a tensiunii admisibile efective, care este, de asemenea, o condiție prealabilă pentru propagarea rapidă a fisurilor instabile. Formarea microfisurilor este legată de degazarea incompletă și de zgură în timpul topirii. Cuplul de asamblare al șuruburilor fluctuează foarte mult și există un fenomen de strângere excesivă; Raza colțului rotunjit de la îmbinarea capului șurubului și tijei fluctuează foarte mult, iar unele dintre ele nu îndeplinesc cerințele standard. Există o problemă de control ineficient al preciziei dimensionale în procesul de producție a șuruburilor.
În timpul procesului de producție a șuruburilor, s-au găsit defecte precum uzura suprafeței de formare a unghiului R și fisuri de oboseală termică pe suprafața de lucru așurub de înaltă rezistență mucegai fierbinte. Suprafața suportului matriței a fost puternic uzată și corodata, iar ajustările au fost făcute cu bandă adezivă. În plus, valoarea R a articulației tijei capului șurubului nu a fost controlată la locul de producție. Aceste defecte împiedică matrița să asigure stabilitatea dimensională, cum ar fi coaxialitatea și perpendicularitatea șuruburilor, ceea ce poate afecta calitatea produsului și poate crește riscul de rupere a șuruburilor.
