چه عواملی بر عملکرد خستگی پیچ های بست تأثیر می گذارد؟

1. تأثیر شکل دره نخ و اندازه شعاع.

هنگامی که پیچ تحت فشار قرار می گیرد، تمرکز تنش در دره رزوه رخ می دهد و مقدار آن تا حد زیادی به شکل دره رزوه بستگی دارد. با تغییر شکل دره، به عنوان مثال، هر چه شیار دره نخ صاف تر باشد، غلظت تنش کمتر و استحکام خستگی بیشتر می شود. به طور کلی رزوه های ته صاف استحکام خستگی کمی دارند. اگر به جای دره های با کف صاف از دره های گرد استفاده شود، می توان استحکام خستگی پیچ را بهبود بخشید. به عنوان مثال، ضریب تمرکز تنش الاستیک دره نخ صاف 2.54 است، در حالی که شیار قوس بهبود یافته 1.52 است، یعنی ضریب تمرکز تنش دره دومی 40% کمتر از اولی است، که می تواند افزایش قدرت خستگی حداقل 20%؛ اگر استحکام خستگی پیچ و مهره های فولادی 40CrNiMo خاموش و تمپر شده با دره های ته تخت M{10}}.0 95 مگاپاسکال باشد. هنگام استفاده از دره های قوسی شکل با شعاع بزرگ 0.1 میلی متر، استحکام خستگی را می توان تا 120 مگاپاسکال افزایش داد که افزایش 26 درصدی است. استحکام خستگی پیچ های CD (طراحی حیاتی برای شکست) که به تازگی توسط شرکت Nippon Steel ژاپن ساخته شده است، حتی تا 100% افزایش یافته است. ویژگی اصلی پیچ های سی دی این است که ارتفاع تاج رزوه داخلی مهره به تدریج کاهش می یابد تا بتواند نیرو را تحمل کند. یکنواخت تر

2. تأثیر زبری سطح نخ.

زبری سطح رزوه تأثیر زیادی بر عمر خستگی پیچ دارد. به عنوان مثال، هنگامی که زبری یک پیچ فولادی 40CrNiMo با رزوه M6-1.0 از 0 کاهش می‌یابد.08 به {{ 14}}.16 به 0.63 تا 1.35، قدرت خستگی 33% کاهش می یابد. برای یک پیچ با رزوه M{12}}.5، زبری سطح از 0 کاهش می‌یابد.08 تا 0.16 تا زمانی که 0.16~0.32 باشد، استحکام خستگی 21% کاهش می‌یابد.
3. تاثیر فرآیند نورد نخ.

رزوه های نورد یک لایه تقویت کننده تغییر شکل و تنش فشاری پسماند بالا ایجاد می کنند که نقش مهمی در جلوگیری از شروع و گسترش زودهنگام ترک های خستگی ایفا می کند. در عین حال، زبری سطح دره را نیز کاهش می دهد و در نتیجه از استحکام خستگی پیچ بهره می برد. بهبود با این حال، اگر نخ رول شود و سپس عملیات حرارتی شود، عوامل مفید فوق از بین خواهند رفت. بنابراین از منظر بهبود عملکرد خستگی پیچ ها، رزوه ها باید پس از عملیات حرارتی نورد شوند. اما در این زمان مشکل دیگری نیز وجود دارد و آن این است که معمولاً سختی پیچ و مهره ها به خصوص پیچ های پر استحکام پس از عملیات حرارتی بیشتر می شود که باعث کاهش طول عمر قالب نورد رزوه می شود. علاوه بر این، اگر کیفیت نورد رزوه به اندازه کافی خوب نباشد و ریزترک ها یا پدیده های پوسته پوسته شدن شبیه خستگی تماسی در سطح یا ریشه رزوه رخ دهد، تأثیر بهبود عملکرد خستگی پیچ مشهود نخواهد بود. و حتی عملکرد خستگی کاهش می یابد.

4. تأثیر عیوب متالورژیکی در فولاد.

کربن زدایی روی سطح مواد اولیه معمولاً به دلیل عدم محافظت مؤثر از سطح خالی در طول فرآیند نورد و گرمایش ایجاد می شود. اگر لایه کربن‌زدایی کم‌عمق باشد و محصول نهایی نیاز به پردازش برش کافی داشته باشد، لایه کربن‌زدایی حذف می‌شود و در نتیجه تاثیر این کربن‌زدایی از بین می‌رود. با این حال، برخی از پیچ و مهره ها پس از سرد شدن یا کشیدن سرد دیگر ماشین کاری نمی شوند، بنابراین عیوب سطحی مواد اولیه روی سطح قطعات تمام شده باقی می مانند.

لایه کربن زدایی شدید روی سطح پیچ یک ناحیه ضعیف روی آن است. در طول فرآیند نورد رزوه پس از سرد شدن سرد، به دلیل تغییر شکل زیاد سطح فولاد، بیشتر لایه کربن‌زدایی در ناحیه بالایی رزوه فشرده می‌شود. استحکام و سختی این لایه کربوره شده بسیار کم است، بنابراین مستعد ساییدگی و پارگی است (نخ ها بریده می شوند) و به راحتی می تواند به منبع ترک های خستگی تبدیل شود و باعث شکست زودهنگام خستگی شود.

آخال ها در فولاد، به ویژه آخال های سخت و شکننده بزرگ، تداوم مواد ماتریس را از بین می برند. تحت تأثیر تنش داخلی و خارجی، تمرکز تنش بالا به راحتی در سطح مشترک بین آخال‌ها و ماتریس ایجاد می‌شود که منجر به شروع زودهنگام ترک‌های خستگی می‌شود. به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خستگی پیچ های با استحکام بالا را کاهش می دهد.