热处理工艺对紧固件疲劳强度影响.pdfVIP

维普资讯 福建化工 2005年 第5期 ·23 · 热处理工艺对紧固件疲劳强度的影响 吴秀平 (福州机床厂，福州 350000) 1 前 言 2 试验材料及试验方法 紧固件是机器中不可缺少的 。一般重要用途 试验材料为35、40Cr、20Cr及 15MnVB四个 的紧固件 (如：螺栓等)多用中碳合金钢淬火后高 钢种。将直径为25毫米的热轧棒料加工成直径为 温回火 (大约为 100kgf／删n2)制成，这种紧固 土1O．5毫米的拉力试棒和经冷拔、冷镦及滚丝成 件强度较低，往往不能满足机器大功率的要求。目 型的M12普通公制螺栓。并按表 1所示进行不同 前国内外广泛采用低碳马氏体钢 (ab大约为 120 工艺热处理，然后将拉力试棒外径磨至 1O毫米， kgf／mm2)代替中碳合金钢生产重要用途的紧固 最后进行拉力和疲劳试验。[”】 件。[1] 螺栓受力一般是拉伸载荷，工作复杂的螺栓又 一 般钢材抗拉强度较高时，疲劳缺 口敏感性也 承受反复动载作用的应力，所以采用大拉一小拉方 较大，尤其紧固件应力集中较高，因此必须了解紧 式进行疲劳试验。试验时最小应力 (omin)为 2O 固件的抗拉强度和疲劳强度的关系。 公斤力 ／毫米 ，试验频率 (n)为 14500次／分。 试验结果说明：增加紧固件的硬度。能显著提 3 试验结果及分析 高紧固件的静荷承载能力，但疲劳强度没有得到改 四个钢种不同热处理工艺的试棒和螺栓的抗拉 善。 强度和疲劳试验结果如表 1和 图1所示。[加】 一 些重要的紧固件如发动机、汽车、拖拉机上 从表 1可见：四个钢种的试棒当硬度增加时， 的连杆螺栓、缸盖螺栓等，国内外较多采用中碳合 抗拉强度 (ab)也随着提高，螺栓同试棒的规律相 金钢 40Cr、35CrMo、40CrNiMo等钢制造[2l。由 似，增加硬度能显著提高螺栓的抗拉强度 (叮bH)。 于采用过高地要求韧性而牺牲强度的淬火后高温回 因为静荷对缺 口不敏感，同时又没有偏斜，所 火工艺，零件硬度比较低，紧固件在装拆和服役过 以材料硬度越高，抗拉强度也就越大。 O 一 ’ 程中造成滑扣以及早期断裂等现象而失效。另外， ～ 这类中碳合金钢冶金合格率也较低，工艺性能差， 1l—■．三==jla l 35 冷镦开裂严重，废品率较高。这就不利于提高生产 、 、