Главная > Разное > Резьбовые и фланцевые соединения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

5.13. Замедленное хрупкое разрушение

Ползучесть может наблюдаться не только при высоких, но и при нормальных температурах (холодная ползучесть). В результате такой ползучести резьбовые детали (болты, шпильки), изготовленные из материалов с метастабильной структурой и малой пластичностью, например из сталей а также высокопрочных титановых сплавов, могут разрушиться через несколько часов (дней) после установки их в узлы с предварительной затяжкой, но без рабочей нагрузки. Это явление называют замедленным хрупким разрушением. Его основные особенности — внезапность и макрохрупкий излом.

Результаты проведенной О. П. Бендышевым, В. В. Петько и Фридманом обработки статистических данных показывают, что поломок высокопрочных болтов (из 370 случаев) вызваны замедленным разрушением. Наиболее часто такое разрушение происходит в конструкциях с большой податливостью стягиваемых деталей и при наличии перекосов (технологических и эксплуатационных), поэтому при лабораторной проверке склонности к замедленному разрушению испытывают соединения с перекосом (обычно угол перекоса

Следует отметить, что местонахождение перекоса (под головкой болта или под гайкой) существенно влияет на прочность болтов, особенно тех, которые поставлены в отверстие деталей без зазора. Предел длительной прочности оцинкованных наводороженных болтов из стали при перекосе под гайкой составляет При наличии такого же перекоса под головкой болта снижения прочности не наблюдается. Указанное обстоятельство обусловлено большим (в 10 раз по сравнению резьбой) радиусом

закругления под головкой болта и меньшей концентрацией напряжений.

На прочность соединения также влияет конструкция болта. Результаты опытов с болтами из стали с показывают, что предел длительной прочности соединений с болтами без проточки составляет лишь При наличии проточки снижения прочности не наблюдается. Отметим также, что замедленного хрупкого разрушения не происходит в соединениях с болтами с при склонность к разрушению повышается.

При наводороживании в процессе нанесения покрытия замедленное разрушение может происходить при более низких пределах прочности. Замедленное разрушение наводороженных болтов из сталей и 45 наблюдается даже при в то время как ненаводороженные болты из этих сталей склонны к разрушению соответственно при

Наряду с указанными факторами предел длительной прочности соединений зависит от способа получения резьбы. Накатывание резьбы обеспечивает, как правило, стабильный радиус впадины и уменьшает склонность к замедленному разрушению. Повышают предел длительной прочности пескоструйная обработка и полирование, которые устраняют направленность микрорельефа поверхности и задиры, полученные в процессе резания, а также микротрещины, появившиеся по различным технологическим причинам. Результаты опытов показали, что предел длительной прочности кадмированных наводороженных болтов из стали после пескоструйной обработки вдвое выше, чем болтов, не подвергшихся этой обработке.

Наличие на поверхности впадины резьбы очень тонкого газонасыщенного слоя (толщиной даже в несколько десятков микрометров) резко увеличивает склонность к разрушению. Между тем, такой слой может образоваться при нарезании и калибровании резьбы, а также вследствие насыщения углеродом и азотом при термической обработке.

Повторное нанесение покрытий также приводит к необратимой потере пластичности в поверхностных слоях высокопрочных болтов и снижает предел длительной прочности.

Производственными и лабораторными исследованиями установлено, что «пружинение» стягиваемых деталей из-за неплоскостности резко увеличивает податливость деталей, способствуя преждевременному разрушению стяжных болтов. Во избежание этого детали, соединяемые высокопрочными болтами, рекомендуется предварительно спрессовывать.

Основные причины замедленного хрупкого разрушения высокопрочных болтов:

неудовлетворительная конструкция болта, малые радиусы закругления в резьбе и в месте перехода от головки к стержню;

наличие задиров, трещин или закатов во впадинах резьбы; образование после термообработки хрупких поверхностных слоев металла в результате насыщения углеродом или азотом в процессе нагрева в жидких средах; обезуглероживание; окисление зерен поверхностных слоев;

неполное обезводороживание после нанесения покрытий и химического травления, снижающее пластичность материала болта;

некачественная сборка, приводящая к перетяжке, перекосу, скручиванию тела болта;

неудовлетворительные условия эксплуатации, вызывающие чрезмерное усилие в болтах и попадание поверхностно- или химически активных веществ (например, расплавленного покрытия) в зоны концентрации напряжений.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление