1. Der Einfluss der Gewindetalform und der Radiusgröße.
Wenn die Schraube beansprucht wird, kommt es im Gewindetal zu einer Spannungskonzentration, deren Wert weitgehend von der Form des Gewindetals abhängt. Bei einer Änderung der Talform gilt beispielsweise: Je glatter die Talrille des Gewindes, desto kleiner die Spannungskonzentration und desto höher die Dauerfestigkeit. Im Allgemeinen weisen Gewinde mit flachem Boden eine geringe Dauerfestigkeit auf. Wenn anstelle von Tälern mit flachem Boden abgerundete Täler verwendet werden, kann die Dauerfestigkeit der Schraube verbessert werden. Beispielsweise beträgt der elastische Spannungskonzentrationskoeffizient des Gewindetals mit flachem Boden 2,54, während der verbesserte Bogennut 1,52 beträgt, d Erhöhen Sie die Dauerfestigkeit um mindestens 20 %; Die Ermüdungsfestigkeit von vergüteten 40CrNiMo-Stahlschrauben mit M6-1.0 Tälern mit flachem Boden beträgt 95 MPa. Bei Verwendung bogenförmiger Täler mit einem großen Radius von 0,1 mm kann die Dauerfestigkeit auf 120 MPa erhöht werden, was einer Steigerung von 26 % entspricht. Die Ermüdungsfestigkeit der von der japanischen Nippon Steel Corporation neu entwickelten CD-Schrauben (Critical Design for Fracture) wurde noch weiter erhöht, und zwar auf bis zu 100 %. Das Hauptmerkmal von CD-Schrauben besteht darin, dass die Scheitelhöhe des Innengewindes der Mutter allmählich abnimmt, um eine Kraftaufnahme zu ermöglichen. Einheitlicher.
2. Der Einfluss der Gewindeoberflächenrauheit.
Die Oberflächenrauheit des Gewindes hat großen Einfluss auf die Lebensdauer der Schraube. Wenn beispielsweise die Rauheit einer 40CrNiMo-Stahlschraube mit einem M6-1.0-Gewinde von 0.08 auf {{ 14}}.16 bis 0.63 bis 1,35 verringert sich die Dauerfestigkeit um 33 %; Bei einer Schraube mit einem M12-1.5-Gewinde verringert sich die Oberflächenrauheit von 0.08 auf 0,16. Bei 0,16 bis 0,32 nimmt die Dauerfestigkeit um 21 % ab.
3. Einfluss des Gewindewalzprozesses.
Durch das Walzen von Gewinden entsteht eine verformungsverstärkende Schicht und eine hohe Restdruckspannung, die eine große Rolle bei der Verhinderung der Entstehung und frühen Ausbreitung von Ermüdungsrissen spielt; Gleichzeitig wird dadurch auch die Oberflächenrauheit des Tals verringert, was sich positiv auf die Ermüdungsfestigkeit der Schraube auswirkt. Verbesserung. Wenn das Gewinde jedoch gewalzt und anschließend wärmebehandelt wird, verschwinden die oben genannten positiven Faktoren. Aus Sicht der Verbesserung der Ermüdungsleistung von Schrauben sollten die Gewinde daher nach der Wärmebehandlung gerollt werden. Derzeit gibt es jedoch ein weiteres Problem: Die Härte von Schrauben, insbesondere von hochfesten Schrauben, ist nach der Wärmebehandlung normalerweise höher, was die Lebensdauer des Gewindewalzstempels verringert. Wenn außerdem die Qualität des Gewindewalzens nicht gut genug ist und an der Oberfläche oder am Gewindegrund Mikrorisse oder Abplatzungen ähnlich der Kontaktermüdung auftreten, ist die Verbesserung der Ermüdungsleistung der Schraube nicht offensichtlich. und die Ermüdungsleistung wird sogar reduziert.
4. Der Einfluss metallurgischer Defekte im Stahl.
Die Entkohlung an der Oberfläche von Rohmaterialien wird in der Regel dadurch verursacht, dass die Oberfläche des Rohlings während des Walz- und Erwärmungsprozesses nicht wirksam geschützt wird. Wenn die Entkohlungsschicht flach ist und das fertige Produkt einer ausreichenden Schneidbearbeitung unterzogen werden muss, wird die Entkohlungsschicht entfernt, wodurch die Auswirkungen dieser Entkohlung beseitigt werden. Einige Schrauben werden jedoch nach dem Kaltstauchen oder Kaltziehen nicht mehr bearbeitet, sodass die Oberflächenfehler der Rohmaterialien auf der Oberfläche der fertigen Teile verbleiben.
Die starke Entkohlungsschicht auf der Oberfläche der Schraube stellt eine Schwachstelle dar. Während des Gewindewalzvorgangs nach dem Kaltstauchen wird aufgrund der starken Verformung der Stahloberfläche der größte Teil der Entkohlungsschicht in den oberen Bereich des Gewindes gequetscht. Die Festigkeit und Härte dieser entkohlten Schicht sind sehr gering, sodass sie anfällig für Verschleiß und Stolpern ist (Gewinde wird abgeschert) und leicht zu Ermüdungsrissen führen kann, die zu einem frühen Ermüdungsversagen führen können.
Einschlüsse im Stahl, insbesondere große harte und spröde Einschlüsse, zerstören die Kontinuität des Matrixmaterials. Unter der Einwirkung innerer und äußerer Spannungen kommt es leicht zu einer hohen Spannungskonzentration an der Grenzfläche zwischen den Einschlüssen und der Matrix, was zur frühzeitigen Entstehung von Ermüdungsrissen führt. Reduziert die Ermüdungsfestigkeit hochfester Schrauben erheblich.
