Analýza poruch zlomeniny šroubu hlavy válců

Lomové polohy dvou šroubových spojů hlavy válců (očíslovaných 1 a 2) jsou v místě spojení tyče a hlavy. Šrouby jsou při montáži a utahování vystaveny především torznímu zatížení. V tomto okamžiku je hlavní napětí v úhlu 45° k ose a smykové napětí je Je kolmé k ose. Z pohledu lomu je oblast iniciace trhliny v úhlu 45° k ose, což se jeví jako normální lom při krutu, který je výsledkem normálového napětí. Okamžitá lomová plocha je kolmá k ose a plocha okamžité lomové plochy tvoří většinu celkové lomové plochy, což naznačuje, že napětí při lomu je velké nebo pevnost materiálu nedostatečná.

2.2　Chemické složení a analýza mikrostruktury

Materiál šroubu je ocel 40Cr, požadavek na tvrdost je 32～38HRC, požadavek na metalografickou strukturu je na úrovni 1～3 (JB/T8837-2000). Po kontrole bylo zjištěno chemické složení (hmotnostní zlomek) č. 1 šroub hlavy válců splňuje požadavky GB/T3077-1988, viz tabulka 1. Struktura matrice dvou šroubů je jemný temperovaný sorbit, který je hodnocen podle JB/T8837-2000, a struktura je třídy 1, která splňuje technické požadavky třídy 1 až 3. Hranice zrn ve struktuře okraje je jasně viditelná, ale její barva je zjevně světlejší než u ostatních částí. Odhaduje se, že na povrchu je oduhličená vrstva a č. 2 šroub je zřetelnější. (Průvodce: Stručně popište obecný smysl spojovacích prvků)

Oba šrouby mají zbytkovou páskovou strukturu a ve struktuře pásku jsou nekovové inkluze. Struktura kapely No. 1 šroub je znázorněn na obrázku 2. Sulfidové inkluze mezi nimi jsou jasně viditelné, ale všechny jsou ve specifikovaném rozsahu. .

2.3　Zkouška mikrotvrdosti

Po kontrole magnetických částic nebyly nalezeny žádné magnetické stopy. Po testování byla hodnota tvrdosti č. 1 šroub je 34HRC a hodnota tvrdosti č. 2 šroub je 36HRC a 37HRC, což splňuje technické požadavky 32～38HRC. Vzhledem k tomu, že šroub byl kalen a temperován, zdá se, že stále neexistuje žádný důkaz, který by na základě metalografické struktury určil, zda je na okraji oduhličená vrstva. Aby se potvrdilo, zda je na okraji oduhličená vrstva, byla na okraji a středu provedena zkouška mikrotvrdosti. Tvrdost hrany je nižší než tvrdost středu, což dále potvrzuje existenci oduhličené vrstvy na hraně. Snížení obsahu okrajového uhlíku snižuje stupeň eroze, takže barva je světlejší a hranice zrn jsou jasně viditelné. I když je povrch šroubu opracován po kalení a temperování, aby se odstranila dekarbonizovaná vrstva vytvořená tepelným zpracováním, je často obtížné odstranit dekarbonizovanou vrstvu mechanickým zpracováním na spoji tyče a hlavy. Dekarbonizovaná vrstva je zadržena na spoji

2.4　Analýza a diskuse

Vzhledem k tomu, že maximální napětí se nachází na okraji šroubu a na okraji je oduhličení, pevnost okraje se snižuje. Ačkoli šroub umožňuje určitou míru oduhličovací vrstvy, existence oduhličovací vrstvy je vždy na újmu provozu šroubu. Protože trhlina pochází z oduhličení, oduhličení se stává jedním z hlavních faktorů selhání šroubu.

Další související novinky z odvětví lisovacích dílů: