1. Влияние формы впадины резьбы и размера радиуса.
При напряжении болта в впадине резьбы будет возникать концентрация напряжений, и ее величина в значительной степени зависит от формы впадины резьбы. При изменении формы впадины, например, чем более гладкая впадина резьбы, тем меньше концентрация напряжений и выше усталостная прочность. В целом резьба с плоским дном имеет низкую усталостную прочность. Если вместо впадин с плоским дном используются закругленные впадины, усталостная прочность болта может быть улучшена. Например, коэффициент концентрации упругих напряжений впадины резьбы с плоским дном составляет 2,54, а улучшенной дуговой канавки - 1,52, то есть коэффициент концентрации напряжений в впадине последней на 40% ниже, чем у первой, что может повысить усталостную прочность не менее чем на 20%; Усталостная прочность болтов из закаленной и отпущенной стали 40ХНМ с плоскодонными впадинами М6-1.0 составляет 95 МПа. При использовании дугообразных впадин с большим радиусом 0,1 мм усталостная прочность может быть увеличена до 120 МПа, что составляет увеличение на 26 %. Усталостная прочность болтов CD (критическая конструкция на излом), недавно разработанных японской Nippon Steel Corporation, увеличена еще больше, до 100%. Основная особенность болтов CD заключается в том, что высота гребня внутренней резьбы гайки постепенно уменьшается, позволяя ей выдерживать усилие. Более однородный.
2. Влияние шероховатости поверхности резьбы.
Шероховатость поверхности резьбы оказывает большое влияние на усталостную долговечность болта. Например, когда шероховатость болта из стали 40CrNiMo с резьбой M6-1.0 снижается с 0.08 до {{ от 14}}.16 до 0.63 до 1,35 усталостная прочность снижается на 33%; для болта с резьбой М12-1.5 шероховатость поверхности снижается с 0.08 до 0,16 до 0,16~0,32, усталостная прочность снижается на 21%.
3. Влияние процесса накатки резьбы.
Накатывание резьбы создает деформационно-упрочняющий слой и высокое остаточное сжимающее напряжение, что играет большую роль в предотвращении возникновения и раннего расширения усталостных трещин; в то же время это также уменьшит шероховатость поверхности впадины, тем самым повышая усталостную прочность болта. улучшение. Однако если нить накатать, а затем подвергнуть термообработке, вышеуказанные полезные факторы исчезнут. Поэтому с точки зрения улучшения усталостных характеристик болтов резьбу следует накатывать после термообработки. Но в настоящее время существует другая проблема: твердость болтов, особенно высокопрочных, после термообработки обычно выше, что снижает срок службы резьбонакатной матрицы. Кроме того, если качество накатки резьбы недостаточно хорошее и на поверхности или в основании резьбы возникают микротрещины или явления откола, подобные контактной усталости, эффект улучшения усталостных характеристик болта не будет очевиден. и усталостные характеристики даже снизятся.
4. Влияние металлургических дефектов стали.
Обезуглероживание поверхности сырья обычно вызвано отсутствием эффективной защиты поверхности заготовки в процессе прокатки и нагрева. Если слой обезуглероживания неглубокий и готовому изделию необходимо пройти достаточную обработку резанием, слой обезуглероживания будет удален, тем самым устраняя влияние этого обезуглероживания. Однако некоторые болты после холодной высадки или холодной волочения уже не обрабатываются, поэтому поверхностные дефекты сырья остаются на поверхности готовых деталей.
Слой сильного обезуглероживания на поверхности болта является слабым местом на нем. В процессе накатки резьбы после холодной высадки из-за большой деформации стальной поверхности большая часть обезуглероженного слоя будет выдавливаться в верхнюю часть резьбы. Прочность и твердость этого обезуглероженного слоя очень низки, поэтому он подвержен износу и спотыканию (срезается резьба) и легко может стать источником усталостных трещин, вызывающих ранний усталостный выход из строя.
Включения в стали, особенно крупные твердые и хрупкие, разрушают сплошность материала матрицы. Под действием внутренних и внешних напряжений на границе между включениями и матрицей легко генерируется высокая концентрация напряжений, что приводит к раннему зарождению усталостных трещин. Значительно снижает усталостную прочность высокопрочных болтов.
