Việc sử dụngbu lông cường độ caorất phổ biến, chẳng hạn như trong ngành hàng không vũ trụ, máy móc dầu khí, ô tô/xe tải cỡ lớn, v.v. Trong quá trình sử dụng bu lông cường độ cao, dạng hư hỏng phổ biến là gãy xương. Tình trạng gãy của bu lông thay đổi tùy theo cách sử dụng. Một số bu lông cường độ cao là gãy do mỏi, một số là gãy giòn và một số là gãy do khuyết tật. Dựa trên sự hiểu biết của chúng tôi về việc sử dụng ốc vít và bu lông, Mạng lưới bộ phận tiêu chuẩn Zhonghua sẽ chia sẻ bên dưới các sơ đồ hình thái vết nứt phổ biến và lý do tương ứng đối với bu lông cường độ cao.
Ví dụ 1: Sơ đồ hình thái dạng gãy mỏi của bulông cường độ cao
Hình 1 thể hiện vết nứt do mỏi của bu lông cường độ cao
Trong đó, gãy A là gãy dẻo, gãy B là gãy mỏi. Khi vết nứt do mỏi và vết nứt do độ bền cùng tồn tại thì vết nứt do mỏi là vết nứt đầu tiên nên có thể suy ra rằng bu lông thép b là vết nứt đầu tiên. Sự lỏng lẻo của ren trong phần A~B của bu lông B dẫn đến sự tập trung ứng suất ở vị trí B. Theo thời gian, các vết nứt nhỏ dần dần phát triển dưới tác dụng xen kẽ của chuyển động quay của trục khuỷu, cuối cùng dẫn đến gãy mỏi do nhiều nguyên nhân. Sau khi bu lông thép B bị gãy, bu lông thép A không chịu được lực do chuyển động quay của trục khuỷu tạo ra dẫn đến gãy do quá tải. Tóm lại, độ khít lỏng lẻo của các ren trong phần A~B của Bbu lông thépđã gây mòn ren của bu lông và lỗ vít ở khu vực này. Khối cân bằng và tay quay cũng trở nên lỏng lẻo, dẫn đến các điểm rung vi mô trên bề mặt kết nối giữa hai bộ phận. Đồng thời, sự tập trung ứng suất xảy ra ở vị trí B, dưới tác dụng ứng suất xen kẽ của chuyển động quay của trục khuỷu trong thời gian dài, các vết nứt vi mô dần dần hình thành, cuối cùng dẫn đến đứt gãy do mỏi đa nguồn. Sau khi bu lông thép B bị gãy, bu lông thép A không đủ khả năng chịu lực do quay trục khuỷu tạo ra dẫn đến gãy quá tải, khối cân bằng bay ra ngoài và làm hư hỏng các bộ phận của động cơ. Sự gãy của bu lông thép có liên quan đến việc lực dọc trục của bu lông cố định khối cân bằng không đủ siết chặt trong quá trình lắp đặt.
Ví dụ 2: Sơ đồ hình thái dạng gãy giòn của bulông cường độ cao
Hình 2 thể hiện vết nứt giòn của bu lông
Phân tích vĩ mô bề mặt gãy của bu lông cường độ cao cho thấy bu lông trên Hình 2 thuộc bề mặt gãy giòn. Thử nghiệm sâu hơn về các đặc tính cơ học cho thấy các chỉ số về độ cứng và độ bền của bu lông cường độ cao tương đối cao, với tỷ lệ năng suất và cường độ cao là 0,95; Độ giãn dài, độ co rút mặt cắt ngang và năng lượng va đập đều giảm đều đặn khi độ bền và độ cứng tăng. Vì thế,bu lôngphải chịu lực siết trước, ứng suất xen kẽ lặp đi lặp lại và tải trọng rung áp suất cao trong quá trình vận hành và hiện tượng gãy giòn thường xuyên xảy ra trong quá trình sử dụng tại chỗ. Dữ liệu hiệu suất cơ học được thử nghiệm cho thấy việc cải thiện độ bền của vật liệu là cần thiết. Trong trường hợp cố định vật liệu, việc giảm chỉ số cường độ một cách thích hợp để nâng cao độ dẻo dai là một vòng quay tốt. Sức mạnh hy sinh có thể được bù đắp bằng cách tăng đường kính bu lông.
Ví dụ 3: Sơ đồ hình thái dạng gãy khuyết tật của bulông cường độ cao
Hình 3 thể hiện vết nứt khuyết tật của bu lông cường độ cao
Hình 3: Khi một bu lông cường độ cao bị gãy, nó bắt đầu nứt ở phần vát của rãnh ren với mức độ tập trung ứng suất cao. Vị trí bắt đầu vết nứt có nhiều mép rách, chủ yếu ở dạng phân cắt và có đặc điểm đứt gãy giữa các hạt. Bu lông chịu ứng suất
Sự xuất hiện của gãy xương giữa các hạt. Sau khi vết nứt bắt đầu từ nguồn vết nứt, vết nứt lan truyền nhanh chóng và không ổn định cho đến khi bị gãy. Sự hiện diện của các hạt thô và khuyết tật phân chia ranh giới hạt bên trong vật liệu dẫn đến giảm ứng suất thực tế cho phép, đây cũng là điều kiện tiên quyết cho sự lan truyền vết nứt nhanh chóng không ổn định. Sự hình thành các vết nứt nhỏ có liên quan đến quá trình khử khí và tạo xỉ không hoàn toàn trong quá trình nấu chảy. Mô-men xoắn lắp ráp của bu lông dao động rất lớn và có hiện tượng siết quá chặt; Bán kính góc tròn ở mối nối đầu bu lông và thanh dao động rất lớn, một số không đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn. Có vấn đề về kiểm soát độ chính xác kích thước không hiệu quả trong quá trình sản xuất bu lông.
Trong quá trình sản xuất bu lông, các khuyết tật như mòn trên bề mặt tạo hình góc R và các vết nứt do mỏi nhiệt đã được tìm thấy trên bề mặt làm việc của bu lông.bu lông cường độ cao khuôn bến tàu nóng. Bề mặt đỡ khuôn bị mòn và ăn mòn nghiêm trọng, việc điều chỉnh được thực hiện bằng băng dính. Ngoài ra, giá trị R của khớp nối thanh đầu bu lông không được kiểm soát tại nơi sản xuất. Những khuyết tật này ngăn cản khuôn đảm bảo độ ổn định kích thước như độ đồng trục và độ vuông góc của bu lông, có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và làm tăng nguy cơ gãy bu lông.
