O uso deparafusos de alta resistênciaé muito difundido, como na indústria aeroespacial, máquinas de petróleo, carros/caminhões grandes, etc. Durante o uso de parafusos de alta resistência, o modo de falha comum é a fratura. A situação de fratura dos parafusos varia dependendo do uso. Alguns parafusos de alta resistência são fraturas por fadiga, alguns são fraturas frágeis e alguns são fraturas por defeito. Com base em nossa compreensão do uso de fixadores e parafusos, a Zhonghua Standard Parts Network compartilhará abaixo os diagramas comuns de morfologia de fratura e as razões correspondentes para parafusos de alta resistência.
Exemplo 1: Diagrama morfológico da forma de fratura por fadiga de parafuso de alta resistência
A Figura 1 mostra a fratura por fadiga de parafusos de alta resistência
Entre elas, a fratura A é uma fratura dúctil e a fratura B é uma fratura por fadiga. Quando a fratura por fadiga e a fratura por tenacidade coexistem, a fratura por fadiga é a primeira fratura, portanto pode-se inferir que o parafuso de aço b é a primeira fratura. O ajuste frouxo das roscas na seção A ~ B do parafuso B resultou na concentração de tensão na posição B. Com o tempo, microfissuras desenvolveram-se gradualmente sob a tensão alternada de rotação do virabrequim, levando finalmente à fratura por fadiga de múltiplas fontes. Depois que o parafuso de aço B quebrou, o parafuso de aço A foi incapaz de suportar a força gerada pela rotação do virabrequim, resultando em fratura por sobrecarga. Em resumo, o ajuste frouxo das roscas na seção A~B do Bparafuso de açocausou desgaste nas roscas do parafuso e no orifício do parafuso nesta área. O bloco de equilíbrio e o braço da manivela também se soltaram, resultando em pontos de microvibração na superfície de conexão entre os dois. Ao mesmo tempo, a concentração de tensão ocorre na posição B e, sob a tensão alternada da rotação do virabrequim por um longo período, microfissuras se formam gradualmente, levando à fratura por fadiga de múltiplas fontes. Depois que o parafuso de aço B quebra, o parafuso de aço A é insuficiente para suportar a força gerada pela rotação do virabrequim, resultando em fratura por sobrecarga, deslocamento do bloco de equilíbrio e danos aos componentes do motor. A fratura dos parafusos de aço está relacionada à força axial de aperto insuficiente dos parafusos de fixação do bloco de equilíbrio durante a instalação.
Exemplo 2: Diagrama morfológico da forma de fratura frágil de parafuso de alta resistência
A Figura 2 mostra a fratura frágil do parafuso
A análise macroscópica da superfície de fratura do parafuso de alta resistência mostra que o parafuso da Figura 2 pertence a uma superfície de fratura frágil. Testes adicionais das propriedades mecânicas revelam que os indicadores de dureza e resistência do parafuso de alta resistência são relativamente altos, com uma alta relação rendimento/resistência de 0,95; O alongamento, o encolhimento da seção transversal e a energia de impacto diminuem regularmente com o aumento da resistência e da dureza. Portanto,parafusossão submetidos a forças de pré-aperto, tensões alternadas repetidas e cargas de vibração de alta pressão durante a operação, e fraturas frágeis ocorrem frequentemente durante o uso no local. Os dados de desempenho mecânico testados mostram que é necessário melhorar a tenacidade do material. No caso de fixação de material, reduzir adequadamente o índice de resistência para melhorar a tenacidade é uma boa rotação. A resistência sacrificial pode ser compensada aumentando o diâmetro do parafuso.
Exemplo 3: Diagrama morfológico da forma de fratura por defeito de parafuso de alta resistência
A Figura 3 mostra a fratura por defeito de parafusos de alta resistência
Figura 3: Quando um parafuso de alta resistência fratura, ele começa a rachar no chanfro da ranhura roscada com um alto grau de concentração de tensão. O local de início da trinca possui muitas bordas de ruptura, principalmente na forma de clivagem, e exibe características de fratura intergranular. O parafuso está sujeito a tensão
Ocorrência de fratura intergranular. Depois que a fratura inicia a partir da origem da trinca, a trinca se propaga rápida e instávelmente até fraturar. A presença de grãos grossos e defeitos de segregação nos limites dos grãos dentro do material leva a uma diminuição na tensão admissível real, o que também é um pré-requisito para a propagação rápida e instável de trincas. A formação de microfissuras está relacionada à desgaseificação incompleta e à escória durante a fundição. O torque de montagem dos parafusos flutua muito e há um fenômeno de aperto excessivo; O raio do canto arredondado na junta da cabeça do parafuso e da haste varia muito e alguns deles não atendem aos requisitos padrão. Existe um problema de controle ineficaz da precisão dimensional no processo de produção de parafusos.
Durante o processo de produção do parafuso, foram encontrados defeitos como desgaste na superfície de formação do ângulo R e trincas por fadiga térmica na superfície de trabalho do parafuso.parafuso de alta resistência molde de cais quente. A superfície de suporte do molde estava muito desgastada e corroída, e os ajustes foram feitos com fita adesiva. Além disso, o valor R da junta da cabeça do parafuso não foi controlado no local de produção. Esses defeitos impedem que o molde garanta estabilidade dimensional, como coaxialidade e perpendicularidade do parafuso, o que pode afetar a qualidade do produto e aumentar o risco de fratura do parafuso.
