熱處理工藝與緊固件疲勞壽命的關系

前言：

    緊固件是機器中*的。一般重要用途的緊固件(如:螺栓等)多用中碳合金鋼淬火后高溫回火(ab大約為100 kg f/mm2)制成，這種緊固件強度較低，往往不能滿足機器大功率的要求。目前國內外廣泛采用低碳馬氏體鋼(Qb大約為120kg f/mm2)代替中碳合金鋼生產重要用途的緊固件。

    一般鋼材抗拉強度較高時，疲勞缺口敏感性也較大，尤其緊固件應力集中較高，因此必須了解緊固件的抗拉強度和疲勞強度的關系。

試驗結果說明:增加緊固件的硬度，能顯著提高緊固件的靜荷承載能力，但疲勞強度沒有得到改善。

一些重要的緊固件如發動機、汽車、拖拉機上的連桿螺栓、缸蓋螺栓等，國內外較多采用中碳合金鋼40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo等鋼制造。由于采用過高地要求韌性而犧牲強度的淬火后高溫回火工藝，零件硬度比較低，緊固件在裝拆和服役過程中造成滑扣以及早期斷裂等現象而失效。另外，這類中碳合金鋼冶金合格率也較低，工藝性能差，冷徽開裂嚴重，廢品率較高。這就不利于提高生產率和降低原材料消耗。

試驗材料及試驗方法：

     試驗材料為35, 40Cr, 20Cr及15Mn VB四個鋼種。將直徑為25毫米的熱軋棒料加工成直徑為土10.5毫米的拉力試棒和經冷拔、冷徽及滾絲成型的M12普通公制螺栓。并按表1所示進行不同工藝熱處理，然后將拉力試棒外徑磨至10毫米，Z后進行拉力和疲勞試驗。

    螺栓受力一般是拉伸載荷，工作復雜的螺栓又承受反復動載作用的應力，所以采用大拉一小拉方式進行疲勞試驗。試驗時Z小應力(amin )為20公斤力/毫米2，試驗頻率(n)為14500次/分。

文章來自：濟南中創工業測試系統有限公司  技術部