Stručné představení příčin křehkého lomu vysokopevnostních šroubů

1 Materiálové vady

Když je obsah uhlíku, síry, fosforu, kyslíku, dusíku, vodíku a dalších prvků v oceli příliš vysoký, výrazně se sníží její plasticita a houževnatost a odpovídajícím způsobem se zvýší křehkost.

Zvýšení obsahu uhlíku v oceli zvýší teplotu křehkého přechodu oceli. S rostoucím obsahem uhlíku výrazně klesá maximální hodnota Chapyho houževnatosti oceli. Hodnota nárazu chabe a zkušební teplota

Gradient stupňové křivky má tendenci být pomalý a teplota křehkého přechodu se výrazně zvyšuje. Zvýšení obsahu fosforu v oceli snižuje lomové napětí na hranici zrn a zvyšuje se teplota křehkého přechodu. Ocel obsahující více než 0,1 % fosforu způsobí snížení lomového napětí na hranicích zrn. Vliv fosforu na teplotu křehkého přechodu oceli se zvyšuje se zvyšováním obsahu fosforu a teplota křehkého přechodu oceli se zvyšuje. Přítomnost síry a fosforu má škodlivý vliv na lomovou houževnatost oceli. S rostoucím obsahem síry a fosforu klesá hodnota K1C oceli. Zvýšení obsahu síry a fosforu snižuje ocel K1C a síra je škodlivější.

Přítomnost manganu v oceli pomáhá zlepšit její křehkost. S rostoucím poměrem manganu k uhlíku se snižují škodlivé účinky uhlíku a fosforu a výrazně se snižuje teplota křehkého přechodu oceli. (Průvodce: Stručné představení různých typů těsnění)

Síra a fosfor snižují lomovou houževnatost oceli. Existují dva hlavní důvody: ①Je koncentrován v původní hranici zrn austenitu, což podporuje křehnutí hranice produktu; ②Sirná chemická reakce generuje MnS za vzniku křehkých mikrotrhlin v matrici. Jádro zvyšuje zdroj nukleace mikrotrhlin, což snadno způsobuje křehký lom.

Snížení obsahu síry a fosforu v oceli je důležitým způsobem, jak zlepšit lomovou houževnatost oceli, zejména ultravysokopevnostní oceli. Výběr vhodné metody tavení je nejpřímější a nejjednodušší způsob, jak zlepšit čistotu oceli. Ve srovnání s běžnou výrobou oceli v elektrických pecích může vakuové tavení zlepšit čistotu oceli. Ocel s ultra vysokou pevností obecně používá vakuovou spotřební pec (nebo vakuový oblouk). Pece) přetavování pro snížení nečistot a segregace v oceli pro zlepšení lomové houževnatosti oceli. Všechny vyspělé průmyslové země zavedly nižší předpisy o obsahu síry a fosforu, které jsou obecně omezeny na méně než 0,06 %, ale segregace oceli vyráběné velkými ocelárnami v mé zemi je stále silná. Kvalita je nestabilní. Mezi faktory, které ovlivňují segregaci (prvky železné rudy, způsob výroby oceli, velikost ocelového ingotu, technologie tavení atd.), je hlavním důvodem způsob výroby oceli a technologie tavení. Velká segregace způsobí zkřehnutí za tepla, zkřehnutí za studena, praskliny, únavu atd. Série otázek.

2 Koncentrace stresu

Když má ocel koncentraci napětí v určité části, objeví se dvourozměrné nebo trojrozměrné pole napětí o stejném čísle, které ztěžuje vstup materiálu do plastického stavu, což vede ke křehkému porušení. Čím závažnější je koncentrace napětí, tím více se snižuje plasticita oceli a tím větší je riziko křehkého lomu. Koncentrace napětí ocelových konstrukcí nebo součástí souvisí především s detaily konstrukce:

3 Použijte prostředí

Když je šroub vystaven většímu dynamickému zatížení nebo pracuje při nižší okolní teplotě, zvyšuje se možnost křehkého selhání šroubu.

Nad 0 ℃, když teplota stoupá, pevnost a modul pružnosti oceli se změní. Obecně se snižuje pevnost a zvyšuje se plasticita. Když je teplota do 200 °C, výkon oceli se příliš nemění. Pevnost oceli v tahu se však při cca 250°C odrazí, fy se výrazně zlepší a plasticita a rázová houževnatost se sníží a dochází k tzv. modré křehkosti. V této době je ocel opracovaná za tepla náchylná k prasklinám. Když teplota dosáhne 600 °C a E se blíží nule, ocelová konstrukce téměř úplně ztratí svou únosnost.

Když je teplota nižší než 0 °C, jak teplota klesá, pevnost oceli se mírně zvyšuje, zatímco tažnost klesá a křehkost se zvyšuje. Zejména při poklesu teploty do určitého teplotního rozsahu hodnota rázové houževnatosti oceli prudce klesá a dochází k nízkoteplotnímu křehkému lomu. Křehké porušení ocelové konstrukce při nízké teplotě se obvykle nazývá nízkoteplotní křehkost za studena a vzniklé trhliny se nazývají trhliny za studena.

4Vliv rychlosti zatížení

Velké množství experimentů prokázalo, že vysoká rychlost zatížení zvýší riziko křehkého lomu materiálu a obecně se má za to, že jeho účinek je ekvivalentní snížení teploty. S rostoucí rychlostí deformace se bude zvyšovat mez kluzu materiálu. Důvodem je, že materiál je příliš pozdě na plastickou deformaci a skluz, takže doba tepelné aktivace potřebná k tomu, aby se dislokace zbavila omezení a prokluzu, se zkrátí a teplota křehkého přechodu se zvýší. Je tedy snadné vytvořit křehký lom. Pokud jsou na vzorku vruby, je vliv rychlosti deformace významnější. Jakmile dojde ke křehké trhlině, dojde k vážné koncentraci napětí na špičce trhliny. Toto náhlé zvýšení napětí je ekvivalentní zatížení s velmi vysokou rychlostí zatěžování, které způsobí rychlou destabilizaci a expanzi trhliny a nakonec způsobí křehké porušení celé konstrukce.

Stručně řečeno, vady materiálu, koncentrace napětí, prostředí použití a rychlost zatěžování jsou hlavními faktory ovlivňujícími křehký lom a zvláště důležitá je koncentrace napětí. Zde je vhodné zmínit, že koncentrace napětí obecně neovlivňuje statickou únosnost ocelové konstrukce a s jejím vlivem se obvykle při návrhu nepočítá. Ale při působení dynamického zatížení, vážné koncentrace napětí plus defekty materiálu, zbytkové napětí, chladící kalení, prostředí s nízkou teplotou atd. jsou často hlavními příčinami křehkých zlomenin.

Další související novinky z odvětví lisovacích dílů: