Dans quelle mesure la résistance à la fatigue des boulons à haute résistance est-elle améliorée après le traitement thermique ?

La résistance à la fatigue deboulons à haute résistancea toujours été un enjeu important. Les données montrent que la plupart des défaillances des boulons à haute résistance sont causées par des dommages par fatigue, et il n'y a presque aucun signe de dommages par fatigue des boulons, de sorte que des accidents majeurs sont susceptibles de se produire lorsque des dommages par fatigue se produisent.

Alors, le traitement thermique peut-il améliorer les performances des matériaux de fixation ? De combien peut-il augmenter sa résistance à la fatigue ? Compte tenu des exigences d'utilisation croissantes des boulons à haute résistance, il est encore plus important d'améliorer la résistance à la fatigue des matériaux des boulons par un traitement thermique.

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1. Fissures de fatigue matérielles de haute résistanceboulons:

L'endroit où les fissures de fatigue commencent pour la première fois est appelé la source de fatigue. La source de fatigue est très sensible à la microstructure des boulons et peut initier des fissures de fatigue à très petite échelle. Généralement dans les granulométries de 3 à 5, la qualité de la surface du boulon est la principale source de fatigue, et la majeure partie de la fatigue commence à partir de la surface ou de la sous-surface du boulon. Un grand nombre de dislocations et certains éléments d'alliage ou impuretés dans le cristal du matériau du boulon, ainsi que des différences dans la résistance des joints de grains, ces facteurs peuvent conduire à l'initiation de fissures de fatigue. Des études ont montré que les fissures de fatigue sont susceptibles de se produire aux joints de grains, aux inclusions de surface ou aux particules de seconde phase et aux cavités, qui sont toutes liées à la microstructure complexe et variable des matériaux. Si la microstructure peut être améliorée après le traitement thermique, la résistance à la fatigue du matériau du boulon peut être améliorée dans une certaine mesure.

2. Effet du traitement thermique sur la résistance à la fatigue

Lors de l'analyse de la résistance à la fatigue des boulons, on constate que l'amélioration de la capacité de charge statique des boulons peut être obtenue en augmentant la dureté, mais l'amélioration de la résistance à la fatigue ne peut pas être obtenue en augmentant la dureté. Étant donné que la contrainte d'entaille du boulon entraînera une grande concentration de contrainte, l'augmentation de la dureté de l'échantillon sans concentration de contrainte peut améliorer sa résistance à la fatigue. La dureté est un indice permettant de mesurer la douceur et la dureté des matériaux métalliques, et c'est la capacité des matériaux à résister à l'intrusion d'objets plus durs que lui. Le niveau de dureté reflète également la résistance et la plasticité des matériaux métalliques. La concentration de contraintes sur la surface du boulon réduira sa résistance de surface. Lorsqu'il est soumis à des charges dynamiques alternées, le processus de micro-déformation et de récupération continuera de se produire au niveau de la partie de concentration de contrainte de l'entaille, et la contrainte qu'elle reçoit est bien supérieure à celle de la partie sans concentration de contrainte, il est donc facile de entraîner la formation de fissures de fatigue.

3. Effet de la décarburation sur la résistance à la fatigue

La décarburation de la surface du boulon réduira la dureté de surface et la résistance à l'usure du boulon après la trempe, et réduira considérablement la résistance à la fatigue du boulon. Dans la norme GB/T3098.1, il existe un test de décarburation pour les performances des boulons, et la profondeur de décarburation maximale est spécifiée. Un grand nombre de littératures montrent qu'en raison d'un traitement thermique inapproprié, la surface du boulon est décarburée et la qualité de surface est réduite, réduisant ainsi sa résistance à la fatigue. Lors de l'analyse de la cause de rupture de rupture des boulons à haute résistance dans les éoliennes 42CrMoA, il a été constaté qu'il y avait une couche de décarburation à la jonction de la tête et de la tige. Fe3C peut réagir avec O2, H2O et H2 à haute température, entraînant la réduction de Fe3C à l'intérieur du matériau du boulon, augmentant ainsi la phase de ferrite du matériau du boulon, réduisant la résistance du matériau du boulon et provoquant facilement des microfissures. Le contrôle de la température de chauffage dans le processus de traitement thermique et l'utilisation d'une atmosphère contrôlée pour protéger le chauffage peuvent bien résoudre ce problème.

Les fixations améliorent la microstructure grâce au traitement thermique et à la trempe, et possèdent d'excellentes propriétés mécaniques complètes, ce qui peut améliorer la résistance à la fatigue des matériaux de boulons, contrôler raisonnablement la taille du grain pour assurer une énergie d'impact à basse température, et peut également obtenir une résistance élevée aux chocs. Un traitement thermique raisonnable affine les grains et raccourcit la distance limite des grains pour éviter l'apparition de fissures de fatigue. S'il y a une certaine quantité de moustaches ou de secondes particules à l'intérieur du matériau, ces phases ajoutées peuvent empêcher le résident de glisser dans une certaine mesure. Le glissement de la bande empêche l'amorçage et la propagation des microfissures.

Le traitement thermique a une grande influence sur la résistance à la fatigue des matériaux de boulons. Pendant le processus de traitement thermique, le processus de traitement thermique doit être déterminé en fonction des performances du boulon. La génération de fissures de fatigue initiales est causée par la concentration de contraintes causée par les défauts dans la microstructure du matériau du boulon. Le traitement thermique est une méthode pour optimiser la structure des fixations, ce qui peut améliorer dans une certaine mesure les performances de fatigue des matériaux de boulons et améliorer la durée de vie des produits. A long terme, il peut économiser les ressources et se conformer à la stratégie de développement durable.