ความแรงของความเหนื่อยล้าของสลักเกลียวแรงสูงเป็นประเด็นสำคัญมาโดยตลอด ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวส่วนใหญ่ของสลักเกลียวความแข็งแรงสูงเกิดจากความเสียหายจากการล้า และแทบจะไม่มีร่องรอยของสลักเกลียวในระหว่างความเสียหายจากการล้า ดังนั้นอุบัติเหตุใหญ่จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อเกิดความเสียหายจากการล้า
ดังนั้น การรักษาความร้อนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุตัวยึดได้หรือไม่? มันจะเพิ่มพลังความเหนื่อยล้าได้มากแค่ไหน? ในมุมมองของข้อกำหนดการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของโบลต์ความแข็งแรงสูง การปรับปรุงความแข็งแรงความล้าของวัสดุโบลต์ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนจึงมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น
1. รอยแตกเมื่อยล้าของวัสดุของสลักเกลียวแรงสูง:
จุดที่ความเมื่อยล้าเกิดขึ้นครั้งแรกเรียกว่าแหล่งที่มาของความเมื่อยล้า แหล่งกำเนิดความล้านั้นไวต่อโครงสร้างจุลภาคของสลักเกลียวมาก และสามารถเริ่มการแตกร้าวจากการล้าในระดับที่เล็กมากได้ โดยทั่วไปจะมีขนาดเกรนตั้งแต่ 3 ถึง 5 ขนาด คุณภาพของพื้นผิวโบลต์เป็นสาเหตุหลักของความล้า และความล้าส่วนใหญ่เริ่มต้นจากพื้นผิวหรือพื้นผิวด้านล่างของโบลต์ ความคลาดเคลื่อนจำนวนมากและองค์ประกอบผสมบางส่วนหรือสิ่งเจือปนในผลึกวัสดุโบลต์ และความแตกต่างของความแข็งแรงของขอบเกรน ปัจจัยเหล่านี้อาจนำไปสู่การเริ่มแตกร้าวจากการล้า จากการศึกษาพบว่ารอยแตกเมื่อยล้ามักจะเกิดขึ้นที่ขอบเกรน การรวมพื้นผิวหรืออนุภาคเฟสที่สอง และโพรง ซึ่งทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ของวัสดุ หากสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคได้หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน ความแข็งแรงความล้าของวัสดุโบลต์สามารถปรับปรุงได้ในระดับหนึ่ง
2. ผลของการรักษาความร้อนต่อความเมื่อยล้า
เมื่อวิเคราะห์ความแข็งแรงความล้าของสลักเกลียว, พบว่าการปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักคงที่ของสลักเกลียวสามารถทำได้โดยการเพิ่มความแข็ง แต่การปรับปรุงความแข็งแรงของความล้าไม่สามารถทำได้โดยการเพิ่มความแข็ง เนื่องจากรอยบากของโบลต์จะทำให้เกิดความเครียดที่มีความเข้มข้นสูง การเพิ่มความแข็งของตัวอย่างโดยไม่มีความเข้มข้นของความเครียดสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของความล้าได้ ความแข็งเป็นดัชนีที่ใช้วัดความอ่อนและความแข็งของวัสดุโลหะ และเป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการบุกรุกของวัตถุที่แข็งกว่า ระดับความแข็งยังสะท้อนถึงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของวัสดุโลหะ ความเข้มข้นของความเค้นบนพื้นผิวของโบลต์จะลดความแข็งแรงของพื้นผิว เมื่ออยู่ภายใต้โหลดไดนามิกแบบสลับ กระบวนการของการเสียรูประดับจุลภาคและการกู้คืนจะยังคงเกิดขึ้นที่ส่วนความเข้มข้นของความเค้นของรอยบาก และความเค้นที่ได้รับจะมากกว่าส่วนที่ไม่มีความเข้มข้นของความเค้น ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะ นำไปสู่การก่อตัวของรอยแตกเมื่อยล้า
3. ผลของการแยกคาร์บูไรเซชั่นต่อความแข็งแรงของความล้า
การลดคาร์บูเรชันของพื้นผิวโบลต์จะลดความแข็งผิวและความต้านทานการสึกหรอของโบลต์หลังการดับ และลดแรงล้าของโบลต์ลงอย่างมาก ในมาตรฐาน GB/T3098.1 มีการทดสอบการแยกคาร์บูไรเซชันสำหรับประสิทธิภาพของโบลต์ และระบุความลึกสูงสุดของการแยกคาร์บูไรเซชัน เอกสารจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากการให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสม การแยกคาร์บูไรเซชันของพื้นผิวและคุณภาพพื้นผิวของโบลต์จึงลดลง ซึ่งส่งผลให้ความแข็งแรงของความล้าลดลง เมื่อวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลวในการแตกหักของโบลต์แรงสูงในกังหันลม 42CrMoA พบว่ามีชั้นดีคาร์บูไรเซชันที่รอยต่อของส่วนหัวและแกน Fe3C สามารถทำปฏิกิริยากับ O2, H2O และ H2 ที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ Fe3C ภายในวัสดุโบลต์ลดลง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มเฟสเฟอร์ไรต์ของวัสดุโบลต์ ลดความแข็งแรงของวัสดุโบลต์ และทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ง่าย การควบคุมอุณหภูมิความร้อนในกระบวนการอบชุบและใช้บรรยากาศควบคุมเพื่อป้องกันความร้อนสามารถแก้ปัญหานี้ได้ดี
ตัวยึดช่วยปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคผ่านการให้ความร้อนและการอบชุบ และมีคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมดีเยี่ยม ซึ่งสามารถปรับปรุงความล้าของวัสดุโบลต์ ควบคุมขนาดเกรนอย่างสมเหตุสมผลเพื่อให้แน่ใจว่ามีพลังงานกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ และยังได้รับความทนทานต่อแรงกระแทกสูงอีกด้วย การอบชุบด้วยความร้อนที่สมเหตุสมผลจะขัดเกลาเมล็ดข้าวและลดระยะขอบเมล็ดข้าวให้สั้นลงเพื่อป้องกันการเกิดรอยร้าวจากการล้า หากมีหนวดหรืออนุภาคที่สองจำนวนหนึ่งอยู่ภายในวัสดุ ระยะที่เพิ่มเข้ามาเหล่านี้สามารถป้องกันการลื่นไถลได้ในระดับหนึ่ง การเลื่อนหลุดของสายพานป้องกันการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของไมโครแคร็ก
การอบชุบด้วยความร้อนมีอิทธิพลอย่างมากต่อความแข็งแรงของความล้าของวัสดุโบลต์ ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อน ควรกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อนตามประสิทธิภาพของโบลต์ การเกิดรอยแตกเมื่อยล้าเริ่มต้นเกิดจากความเข้มข้นของความเค้นที่เกิดจากข้อบกพร่องในโครงสร้างจุลภาคของวัสดุโบลต์ การอบชุบด้วยความร้อนเป็นวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของตัวยึด ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความล้าของวัสดุสลักได้ในระดับหนึ่งและปรับปรุงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ในระยะยาวจะช่วยประหยัดทรัพยากรและสอดคล้องกับยุทธศาสตร์การพัฒนาที่ยั่งยืน
