Diagramma morfologico e fattori delle diverse forme di frattura dei bulloni ad alta resistenza

L'uso dibulloni ad alta resistenzaè molto diffuso, come nel settore aerospaziale, nei macchinari petroliferi, nelle grandi auto/camion, ecc. Durante l'uso di bulloni ad alta resistenza, la modalità di guasto comune è la frattura. La situazione di frattura dei bulloni varia a seconda dell'uso. Alcuni bulloni ad alta resistenza sono frattura da fatica, alcuni sono frattura fragile e alcuni sono frattura difettosa. Sulla base della nostra comprensione dell'uso di elementi di fissaggio e bulloni, Zhonghua Standard Parts Network condividerà di seguito i diagrammi comuni della morfologia della frattura e le ragioni corrispondenti per i bulloni ad alta resistenza.
Esempio 1: Diagramma morfologico della forma di frattura da fatica del bullone ad alta resistenza

La figura 1 mostra la frattura da fatica dei bulloni ad alta resistenza

Tra queste, la frattura A è una frattura duttile e la frattura B è una frattura da fatica. Quando la frattura da fatica e la frattura da tenacità coesistono, la frattura da fatica è la prima frattura, quindi si può dedurre che il bullone in acciaio b è la prima frattura. L'accoppiamento allentato delle filettature nella sezione A~B del bullone B ha determinato una concentrazione di stress nella posizione B. Nel tempo, si sono gradualmente sviluppate microcricche sotto lo stress alternato della rotazione dell'albero motore, portando infine a una frattura da fatica multi-fonte. Dopo che il bullone in acciaio B si è rotto, il bullone in acciaio A non è stato in grado di sopportare la forza generata dalla rotazione dell'albero motore, con conseguente frattura da sovraccarico. In sintesi, l'accoppiamento allentato delle filettature nella sezione A~B del bullone Bbullone in acciaioha causato usura sulle filettature del bullone e del foro della vite in questa zona. Anche il blocco di bilanciamento e il braccio della manovella si sono allentati, causando punti di microvibrazione sulla superficie di collegamento tra i due. Allo stesso tempo, si verifica una concentrazione di stress nella posizione B e, sotto lo stress alternato della rotazione dell'albero motore per un lungo periodo, si formano gradualmente micro crepe, che alla fine portano a una frattura da fatica multi-fonte. Dopo che il bullone in acciaio B si rompe, il bullone in acciaio A non è sufficiente a sopportare la forza generata dalla rotazione dell'albero motore, con conseguente frattura da sovraccarico, fuoriuscita del blocco di bilanciamento e danni ai componenti del motore. La frattura dei bulloni in acciaio è correlata a una forza assiale di serraggio insufficiente dei bulloni di fissaggio del blocco di bilanciamento durante l'installazione.
Esempio 2: Diagramma morfologico della forma di frattura fragile del bullone ad alta resistenza

La figura 2 mostra la frattura fragile del bullone

L'analisi macroscopica della superficie di frattura del bullone ad alta resistenza mostra che il bullone nella Figura 2 appartiene a una superficie di frattura fragile. Ulteriori test delle proprietà meccaniche rivelano che gli indicatori di durezza e resistenza del bullone ad alta resistenza sono relativamente elevati, con un elevato rapporto snervamento/resistenza di 0.95; L'allungamento, il restringimento trasversale e l'energia d'impatto diminuiscono tutti regolarmente con l'aumento della resistenza e della durezza. Pertanto,bullonisono sottoposti a forza di pre-serraggio, sollecitazioni alternate ripetute e carichi di vibrazione ad alta pressione durante il funzionamento, e si verificano frequentemente fratture fragili durante l'uso in loco. I dati sulle prestazioni meccaniche testate mostrano che è necessario migliorare la tenacità del materiale. Nel caso di fissaggio del materiale, ridurre l'indice di resistenza in modo appropriato per migliorare la tenacità è una buona rotazione. La resistenza sacrificale può essere compensata aumentando il diametro del bullone.
Esempio 3: Diagramma morfologico della forma di frattura difettosa del bullone ad alta resistenza

La figura 3 mostra la frattura difettosa dei bulloni ad alta resistenza

Figura 3: Quando un bullone ad alta resistenza si rompe, inizia a creparsi sullo smusso della scanalatura filettata con un alto grado di concentrazione di stress. Il sito di inizio della crepa presenta molti bordi di lacerazione, principalmente sotto forma di scissione, e presenta caratteristiche di frattura intergranulare. Il bullone è sottoposto a stress
Presenza di frattura intergranulare. Dopo che la frattura inizia dalla fonte della crepa, la crepa si propaga rapidamente e in modo instabile fino a fratturarsi. La presenza di grani grossolani e difetti di segregazione dei confini dei grani all'interno del materiale porta a una diminuzione dello stress ammissibile effettivo, che è anche un prerequisito per la rapida propagazione instabile della crepa. La formazione di microcrepe è correlata alla degassificazione incompleta e alla scoria durante la fusione. La coppia di assemblaggio dei bulloni fluttua notevolmente e si verifica un fenomeno di serraggio eccessivo; il raggio dell'angolo arrotondato nel giunto della testa del bullone e dell'asta fluttua notevolmente e alcuni di essi non soddisfano i requisiti standard. Esiste un problema di controllo inefficace della precisione dimensionale nel processo di produzione dei bulloni.
Durante il processo di produzione dei bulloni, sono stati riscontrati difetti quali usura sulla superficie di formatura dell'angolo R e crepe da fatica termica sulla superficie di lavoro delbullone ad alta resistenzastampo a molo caldo. La superficie di supporto dello stampo era gravemente usurata e corrosa e sono state effettuate delle regolazioni con nastro adesivo. Inoltre, il valore R del giunto della testa del bullone non è stato controllato nel sito di produzione. Questi difetti impediscono allo stampo di garantire stabilità dimensionale come la coassialità e la perpendicolarità del bullone, che possono influire sulla qualità del prodotto e aumentare il rischio di frattura del bullone.