Väsimuse tugevusülitugevad poldidon alati olnud oluline teema. Andmed näitavad, et suurem osa ülitugevate poltide riketest on põhjustatud väsimuskahjustustest ning poltide väsimuskahjustuse tunnused peaaegu puuduvad, seega on väsimuskahjustuste tekkimisel tõenäoline, et suuremad õnnetused juhtuvad.
Niisiis, kas kuumtöötlus võib parandada kinnitusmaterjalide jõudlust? Kui palju võib see suurendada oma väsimustugevust? Pidades silmas kõrgtugevate poltide kasvavaid kasutusnõudeid, on veelgi olulisem poldimaterjalide väsimustugevuse parandamine läbi kuumtöötluse.
1. Suure tugevusega materjali väsimuspraodpoldid:
Väsimuse allikaks nimetatakse kohta, kust väsimus praod esimest korda alguse saab. Väsimusallikas on väga tundlik poltide mikrostruktuuri suhtes ja võib väga väikeses ulatuses tekitada väsimuspragusid. Üldjuhul 3 kuni 5 tera suuruse piires on poldi pinna kvaliteet peamine väsimuse allikas ja suurem osa väsimusest saab alguse poldi pinnast või aluspinnast. Paljud nihestused ja mõned legeerivad elemendid või lisandid poldi materjali kristallis ning erinevused tera piiride tugevuses võivad need tegurid põhjustada väsimuspragude teket. Uuringud on näidanud, et väsimuspraod võivad tekkida terade piiridel, pinnasulgudes või teise faasi osakeste ja õõnsuste juures, mis kõik on seotud materjalide keeruka ja muutuva mikrostruktuuriga. Kui mikrostruktuuri saab pärast kuumtöötlemist parandada, saab poldi materjali väsimustugevust teatud määral parandada.
2. Kuumtöötluse mõju väsimustugevusele
Poltide väsimustugevuse analüüsimisel leitakse, et poltide staatilise kandevõime parandamine on saavutatav kõvaduse suurendamisega, kuid väsimustugevuse paranemist ei saa saavutada kõvaduse suurendamisega. Kuna poldi sälkpinge põhjustab suure pingekontsentratsiooni, võib proovi kõvaduse suurendamine ilma pingekontsentratsioonita parandada selle väsimustugevust. Kõvadus on metallmaterjalide pehmuse ja kõvaduse mõõtmise indeks ning see on materjalide võime seista vastu sellest kõvemate esemete sissetungimisele. Kõvadusaste peegeldab ka metallmaterjalide tugevust ja plastilisust. Pinge kontsentratsioon poldi pinnal vähendab selle pinna tugevust. Vahelduvate dünaamiliste koormuste korral jätkub sälgu pingekontsentratsiooni osas mikrodeformatsiooni ja taastumise protsess ning sellele saadav pinge on palju suurem kui pingekontsentratsioonita osa oma, seega on seda lihtne teha. põhjustada väsimuspragude teket.
3. Karburiseerimise mõju väsimustugevusele
Poldi pinna dekarburiseerimine vähendab poldi pinna kõvadust ja kulumiskindlust pärast kustutamist ning vähendab oluliselt poldi väsimustugevust. Standardis GB/T3098.1 on poldi jõudluse jaoks dekarburiseerimise test ja maksimaalne dekarbureerimissügavus on määratud. Paljud kirjandused näitavad, et ebaõige kuumtöötluse tõttu on poldi pind dekarburiseerunud ja pinna kvaliteet halveneb, vähendades seeläbi selle väsimustugevust. Analüüsides 42CrMoA tuuleturbiinide ülitugevate poltide purunemise põhjust, leiti, et pea ja varda ristmikul oli dekarburiseerimiskiht. Fe3C võib reageerida kõrgel temperatuuril O2, H2O ja H2-ga, mille tulemuseks on Fe3C vähenemine poldi materjali sees, suurendades seeläbi poldi materjali ferriidfaasi, vähendades poldi materjali tugevust ja tekitades kergesti mikropragusid. Küttetemperatuuri reguleerimine kuumtöötlusprotsessis ja kontrollitud atmosfääri kasutamine kütte kaitsmiseks võib selle probleemi hästi lahendada.
Kinnitusdetailid parandavad mikrostruktuuri kuumtöötlemise ja karastamise kaudu ning neil on suurepärased terviklikud mehaanilised omadused, mis võivad parandada poldimaterjalide väsimustugevust, mõistlikult kontrollida tera suurust, et tagada madala temperatuuriga löögienergia, ja saavutada ka kõrge löögikindlus. Mõistlik kuumtöötlus viimistleb terad ja lühendab tera piiri kaugust, et vältida väsimuspragude tekkimist. Kui materjali sees on teatud kogus vurrud või teisi osakesi, võivad need lisatud faasid teatud määral takistada elaniku libisemist. Rihma libisemine takistab mikropragude teket ja levikut.
Kuumtöötlusel on suur mõju poldimaterjalide väsimustugevusele. Kuumtöötlusprotsessi ajal tuleks kuumtöötlusprotsess määrata poldi jõudluse järgi. Algsete väsimuspragude teket põhjustab poldimaterjali mikrostruktuuri defektidest tingitud pingekontsentratsioon. Kuumtöötlemine on meetod kinnitusdetailide struktuuri optimeerimiseks, mis võib teatud määral parandada poldimaterjalide väsimust ja parandada toodete eluiga. Pikemas perspektiivis võib see säästa ressursse ja järgida säästva arengu strateegiat.
