Морфологическая диаграмма и факторы различных форм разрушения высокопрочных болтов

Использованиевысокопрочные болтыочень широко распространена, например, в аэрокосмической промышленности, нефтяном машиностроении, больших автомобилях/грузовиках и т. д. При использовании высокопрочных болтов распространенным видом отказа является трещина. Ситуация с разрушением болтов варьируется в зависимости от использования. Некоторые высокопрочные болты представляют собой усталостные трещины, некоторые - хрупкие трещины, а некоторые - дефектные трещины. Основываясь на нашем понимании использования крепежных деталей и болтов, сеть стандартных деталей Чжунхуа поделится ниже общими диаграммами морфологии трещин и соответствующими причинами для высокопрочных болтов.
Пример 1: Морфологическая диаграмма формы усталостного разрушения высокопрочного болта

На рисунке 1 показано усталостное разрушение высокопрочных болтов.

Среди них, перелом A является пластичным, а перелом B является усталостным. Когда усталостный перелом и вязкостный перелом сосуществуют, усталостный перелом является первым переломом, поэтому можно сделать вывод, что болт из стали b является первым переломом. Неплотная посадка резьбы в секции A~B болта B привела к концентрации напряжения в положении B. Со временем микротрещины постепенно развивались под действием переменного напряжения вращения коленчатого вала, что в конечном итоге привело к усталостному разрушению из нескольких источников. После того, как болт из стали B сломался, болт из стали A не смог выдержать силу, создаваемую вращением коленчатого вала, что привело к перегрузочному перелому. Подводя итог, неплотная посадка резьбы в секции A~B болта Bстальной болтвызвал износ резьбы болта и отверстия под винт в этой области. Блок баланса и кривошип также ослабли, что привело к появлению пятен микровибрации на поверхности соединения между ними. В то же время в положении B происходит концентрация напряжений, и под действием переменного напряжения вращения коленчатого вала в течение длительного времени постепенно образуются микротрещины, что в конечном итоге приводит к усталостному разрушению из-за множества источников. После того, как стальной болт B ломается, стальной болт A оказывается недостаточным для того, чтобы выдерживать усилие, создаваемое вращением коленчатого вала, что приводит к перегрузочному разрушению, вылету блока баланса и повреждению компонентов двигателя. Разрушение стальных болтов связано с недостаточной осевой силой затяжки болтов крепления блока баланса во время установки.
Пример 2: Морфологическая диаграмма хрупкого разрушения высокопрочного болта

На рисунке 2 показан хрупкий излом болта.

Макроскопический анализ поверхности разрушения высокопрочного болта показывает, что болт на рисунке 2 относится к хрупкой поверхности разрушения. Дальнейшее тестирование механических свойств показывает, что показатели твердости и прочности высокопрочного болта относительно высоки, с высоким отношением текучести к прочности 0.95; Удлинение, поперечная усадка и энергия удара регулярно уменьшаются с увеличением прочности и твердости. Поэтому,болтыподвергаются предварительному усилию затяжки, повторяющемуся знакопеременному напряжению и вибрационным нагрузкам высокого давления во время работы, а хрупкое разрушение часто происходит во время использования на месте. Проверенные данные о механических характеристиках показывают, что необходимо улучшить прочность материала. В случае фиксации материала, снижение индекса прочности соответствующим образом для улучшения прочности является хорошим поворотом. Жертвенная прочность может быть компенсирована путем увеличения диаметра болта.
Пример 3: Морфологическая диаграмма формы разрушения дефекта высокопрочного болта

На рисунке 3 показан дефект разрушения высокопрочных болтов.

Рисунок 3: Когда высокопрочный болт ломается, он начинает трескаться на фаске резьбовой канавки с высокой степенью концентрации напряжений. Место зарождения трещины имеет много кромок разрыва, в основном в виде скола, и демонстрирует характеристики межзеренного разрушения. Болт подвергается напряжению
Возникновение межзеренного разрушения. После того, как разрушение инициируется из источника трещины, трещина быстро и нестабильно распространяется, пока не разрушится. Наличие крупных зерен и дефектов сегрегации границ зерен внутри материала приводит к снижению фактического допустимого напряжения, что также является предпосылкой для быстрого нестабильного распространения трещины. Образование микротрещин связано с неполной дегазацией и шлакообразованием во время плавки. Момент затяжки болтов сильно колеблется, и возникает явление перетягивания; Радиус скругленного угла в стыке головки болта и стержня сильно колеблется, и некоторые из них не соответствуют требованиям стандарта. Существует проблема неэффективного контроля точности размеров в процессе производства болтов.
В процессе производства болтов на рабочей поверхности были обнаружены такие дефекты, как износ образующей поверхности R-образного угла и трещины термической усталости.высокопрочный болтФорма горячего пирса. Поверхность поддержки формы была сильно изношена и корродирована, и корректировки производились с помощью клейкой ленты. Кроме того, значение R соединения головки болта со стержнем не контролировалось на производственной площадке. Эти дефекты не позволяют форме обеспечивать размерную стабильность, такую ​​как соосность и перпендикулярность болта, что может повлиять на качество продукции и увеличить риск разрушения болта.