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热处理工艺对提高螺栓疲劳强度的影响
文章出处：北京鑫亿洲 人气：-发表时间：2018-05-03 15:19
一直以来，汽车紧固件就以品种繁多、型式多样、规格不一的基本特征为主，它的选择和使用涉及到结构分析、连接设计、失效与疲劳分析、腐蚀要求和装配方法，以及相关的产品质量控制与试验等，这些因素在很大程度上决定了汽车产品的最终质量与可靠性。
汽车高强度螺栓的疲劳寿命一直是受到重视的问题，数据表明螺栓的失效绝大多数是由于疲劳破坏引起的，且疲劳破坏时螺栓几乎无征兆，因此重大事故很容易在产生疲劳破坏时发生。热处理能够优化紧固件材料性能，使其疲劳强度提高，针对高强度螺栓越来越高的使用要求，通过热处理提高螺栓材料的疲劳强度更显十分重要。
1.材料疲劳裂纹的萌生
疲劳裂纹最先开始的地方称为疲劳源，疲劳源对于螺栓微观结构组织很敏感，能在很小的尺度下萌生疲劳裂纹，一般在3～5个晶粒尺寸内，螺栓表面质量问题是主要的疲劳源，大部分的疲劳始于螺栓表面或者亚表面。螺栓材料晶体内部存在的大量位错和一些合金元素或杂质，晶界强度差异，这些因素都有可能导致疲劳裂纹萌生。研究表明，疲劳裂纹易发位置有：晶界、表面夹杂物或第二相颗粒、空洞，这些位置都与材料复杂多变的微观组织有关。如果热处理后能够改善微观组织，那么就能在一定程度上提高螺栓材料的疲劳强度。
2.脱碳对疲劳强度的影响
螺栓表面脱碳会降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性，并显著降低螺栓疲劳强度。GB/T3098.1标准中就有针对螺栓性能的脱碳试验，并规定最大脱碳层深度。在分析35CrMo轮毂螺栓断裂失效原因时，发现在螺纹与杆部交接处是因为存在脱碳层。Fe3C在高温下能与O2、H2O、H2发生反应导致螺栓材料内部Fe3C的减少，从而增加了螺栓材料的铁素体相，降低螺栓材料强度，容易引发微裂纹。在热处理过程中控制好加热温度，同时必须采用可控气氛保护加热能够很好地解决这一问题。
3.热处理对疲劳强度的影响
螺栓表面的应力集中会降低其表面强度，在受到交变的动载荷时，在缺口应力集中部位不断发生微变形和恢复的过程，且其受到的应力远远大于无应力集中的部位，从而容易导致疲劳裂纹的产生。
紧固件通过热处理调质改善显微组织，并具有优良的综合力学性能，可以提高螺栓材料的疲劳强度，合理控制晶粒尺寸以保证低温冲击功，也能获得较高的冲击韧性。合理的热处理细化晶粒，缩短晶界距离能阻止疲劳裂纹的产生，在材料内部如果存在一定量的晶须或第二项颗粒，这些加入的相便可以在一定程度上阻止驻留滑移带的滑移，从而阻止了微裂纹的萌生和扩展.
北京鑫亿洲科贸有限公司专业生产及销售碳钢紧固件产品系列、不锈钢紧固件产品系列，集生产、批发、直销、异型加工、非标定做于一体。公司致力于生产及销售品质卓越、享誉盛名的产品，所经营的产品均通过ISO9001、QS9000等品质管理体系认证，在电信交通、航空、军队、化工、电力、制造业、建筑、工矿、装饰装修等行业得到广泛的应用。
汽车高强度螺栓的疲劳寿命一直是受到重视的问题，数据表明螺栓的失效绝大多数是由于疲劳破坏引起的，且疲劳破坏时螺栓几乎无征兆，因此重大事故很容易在产生疲劳破坏时发生。热处理能够优化紧固件材料性能，使其疲劳强度提高，针对高强度螺栓越来越高的使用要求，通过热处理提高螺栓材料的疲劳强度更显十分重要。
1.材料疲劳裂纹的萌生
疲劳裂纹最先开始的地方称为疲劳源，疲劳源对于螺栓微观结构组织很敏感，能在很小的尺度下萌生疲劳裂纹，一般在3～5个晶粒尺寸内，螺栓表面质量问题是主要的疲劳源，大部分的疲劳始于螺栓表面或者亚表面。螺栓材料晶体内部存在的大量位错和一些合金元素或杂质，晶界强度差异，这些因素都有可能导致疲劳裂纹萌生。研究表明，疲劳裂纹易发位置有：晶界、表面夹杂物或第二相颗粒、空洞，这些位置都与材料复杂多变的微观组织有关。如果热处理后能够改善微观组织，那么就能在一定程度上提高螺栓材料的疲劳强度。
2.脱碳对疲劳强度的影响
螺栓表面脱碳会降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性，并显著降低螺栓疲劳强度。GB/T3098.1标准中就有针对螺栓性能的脱碳试验，并规定最大脱碳层深度。在分析35CrMo轮毂螺栓断裂失效原因时，发现在螺纹与杆部交接处是因为存在脱碳层。Fe3C在高温下能与O2、H2O、H2发生反应导致螺栓材料内部Fe3C的减少，从而增加了螺栓材料的铁素体相，降低螺栓材料强度，容易引发微裂纹。在热处理过程中控制好加热温度，同时必须采用可控气氛保护加热能够很好地解决这一问题。
3.热处理对疲劳强度的影响
螺栓表面的应力集中会降低其表面强度，在受到交变的动载荷时，在缺口应力集中部位不断发生微变形和恢复的过程，且其受到的应力远远大于无应力集中的部位，从而容易导致疲劳裂纹的产生。
紧固件通过热处理调质改善显微组织，并具有优良的综合力学性能，可以提高螺栓材料的疲劳强度，合理控制晶粒尺寸以保证低温冲击功，也能获得较高的冲击韧性。合理的热处理细化晶粒，缩短晶界距离能阻止疲劳裂纹的产生，在材料内部如果存在一定量的晶须或第二项颗粒，这些加入的相便可以在一定程度上阻止驻留滑移带的滑移，从而阻止了微裂纹的萌生和扩展.
北京鑫亿洲科贸有限公司专业生产及销售碳钢紧固件产品系列、不锈钢紧固件产品系列，集生产、批发、直销、异型加工、非标定做于一体。公司致力于生产及销售品质卓越、享誉盛名的产品，所经营的产品均通过ISO9001、QS9000等品质管理体系认证，在电信交通、航空、军队、化工、电力、制造业、建筑、工矿、装饰装修等行业得到广泛的应用。
此文关键字：紧固件
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