Kekuatan lelah daribaut kekuatan tinggiselalu menjadi masalah penting. Data menunjukkan bahwa sebagian besar kegagalan baut kekuatan tinggi disebabkan oleh kerusakan fatik, dan hampir tidak ada tanda-tanda kerusakan fatik pada baut, sehingga kemungkinan besar akan terjadi kecelakaan ketika kerusakan fatik terjadi.
Jadi, dapatkah perlakuan panas meningkatkan kinerja bahan pengikat? Berapa banyak yang bisa meningkatkan kekuatan lelahnya? Mengingat meningkatnya persyaratan penggunaan baut kekuatan tinggi, maka semakin penting untuk meningkatkan kekuatan lelah bahan baut melalui perlakuan panas.
1. Retak kelelahan material dengan kekuatan tinggibaut:
Tempat di mana retak kelelahan pertama kali dimulai disebut sumber kelelahan. Sumber kelelahan sangat sensitif terhadap struktur mikro baut, dan dapat memulai retakan kelelahan pada skala yang sangat kecil. Umumnya dalam ukuran butir 3 sampai 5, kualitas permukaan baut merupakan sumber utama kelelahan, dan sebagian besar kelelahan dimulai dari permukaan atau bawah permukaan baut. Sejumlah besar dislokasi dan beberapa elemen paduan atau pengotor dalam kristal material baut, dan perbedaan kekuatan batas butir, faktor-faktor ini dapat menyebabkan inisiasi retak lelah. Penelitian telah menunjukkan bahwa retak lelah cenderung terjadi pada batas butir, inklusi permukaan atau partikel fase kedua, dan rongga, yang semuanya terkait dengan struktur mikro material yang kompleks dan dapat diubah. Jika struktur mikro dapat ditingkatkan setelah perlakuan panas, kekuatan lelah material baut dapat ditingkatkan sampai batas tertentu.
2. Pengaruh perlakuan panas terhadap kekuatan lelah
Saat menganalisis kekuatan lelah baut, ditemukan bahwa peningkatan kapasitas dukung beban statis baut dapat dicapai dengan meningkatkan kekerasan, tetapi peningkatan kekuatan lelah tidak dapat dicapai dengan meningkatkan kekerasan. Karena tegangan takik baut akan menyebabkan konsentrasi tegangan yang besar, peningkatan kekerasan sampel tanpa konsentrasi tegangan dapat meningkatkan kekuatan lelahnya. Kekerasan adalah indeks untuk mengukur kelembutan dan kekerasan bahan logam, dan itu adalah kemampuan bahan untuk menahan intrusi benda yang lebih keras darinya. Tingkat kekerasan juga mencerminkan kekuatan dan plastisitas bahan logam. Konsentrasi tegangan pada permukaan baut akan mengurangi kekuatan permukaannya. Ketika mengalami beban dinamis bolak-balik, proses mikro-deformasi dan pemulihan akan terus terjadi pada bagian konsentrasi tegangan takikan, dan tegangan yang diterimanya jauh lebih besar daripada bagian tanpa konsentrasi tegangan, sehingga mudah untuk menyebabkan terbentuknya retak lelah.
3. Pengaruh dekarburisasi terhadap kekuatan lelah
Dekarburasi permukaan baut akan mengurangi kekerasan permukaan dan ketahanan aus baut setelah pendinginan, dan secara signifikan mengurangi kekuatan kelelahan baut. Dalam standar GB/T3098.1, ada uji dekarburisasi untuk kinerja baut, dan kedalaman dekarburisasi maksimum ditentukan. Sejumlah besar literatur menunjukkan bahwa karena perlakuan panas yang tidak tepat, permukaan baut mengalami dekarburisasi dan kualitas permukaannya berkurang, sehingga mengurangi kekuatan lelahnya. Ketika menganalisis penyebab kegagalan fraktur baut kekuatan tinggi di turbin angin 42CrMoA, ditemukan bahwa ada lapisan dekarburisasi di persimpangan kepala dan batang. Fe3C dapat bereaksi dengan O2, H2O, dan H2 pada suhu tinggi, mengakibatkan reduksi Fe3C di dalam material baut, sehingga meningkatkan fasa ferit dari material baut, mengurangi kekuatan material baut, dan mudah menimbulkan microcracks. Mengontrol suhu pemanasan dalam proses perlakuan panas dan menggunakan atmosfir yang terkendali untuk melindungi pemanasan dapat mengatasi masalah ini dengan baik.
Pengencang meningkatkan struktur mikro melalui perlakuan panas dan tempering, dan memiliki sifat mekanik komprehensif yang sangat baik, yang dapat meningkatkan kekuatan kelelahan material baut, mengontrol ukuran butir secara wajar untuk memastikan energi tumbukan suhu rendah, dan juga dapat memperoleh ketangguhan impak tinggi. Perlakuan panas yang wajar memurnikan butir dan memperpendek jarak batas butir untuk mencegah terjadinya retak lelah. Jika ada sejumlah kumis atau partikel kedua di dalam material, fase tambahan ini dapat mencegah slip penduduk sampai batas tertentu. Selip sabuk mencegah inisiasi dan penyebaran microcracks.
Perlakuan panas memiliki pengaruh yang besar terhadap kekuatan lelah material baut. Selama proses perlakuan panas, proses perlakuan panas harus ditentukan sesuai dengan kinerja baut. Timbulnya retak lelah awal disebabkan oleh konsentrasi tegangan yang disebabkan oleh cacat pada struktur mikro material baut. Perlakuan panas adalah metode untuk mengoptimalkan struktur pengencang, yang dapat meningkatkan kinerja kelelahan material baut sampai batas tertentu dan meningkatkan masa pakai produk. Dalam jangka panjang, dapat menghemat sumber daya dan sesuai dengan strategi pembangunan berkelanjutan.
