مقاومت در برابر خستگی واشرهای فنری استیل کربنی

خواص خستگی فولاد کربنی تحت تأثیر محتوای کربن، ترکیب آلیاژ و فرآیند عملیات حرارتی آن است. واشرهای متداول فولاد کربنی فولاد کربن متوسط ​​یا فولاد کربن بالا هستند. عملیات حرارتی مناسب فولاد کربن متوسط ​​می تواند مقاومت آن در برابر خستگی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. از طریق فرآیندهایی مانند خاموش کردن و تمپر کردن، فولاد کربنی می تواند استحکام کششی و چقرمگی بالاتری به دست آورد و در نتیجه عمر مفید خود را تحت تنش زیاد افزایش دهد.

فولاد پرکربن به دلیل سختی و استحکام بالاتر، مقاومت در برابر خستگی بالاتری دارد و برای محیط هایی با بار بیشتر و ارتعاشات قوی مناسب است. با این حال، فولاد کربن بالا دارای چقرمگی نسبتا کم است و در شرایط خستگی شدید مستعد شکستگی شکننده است. بنابراین، فرآیندهای عملیات حرارتی معقول، مانند معتدل در دمای پایین، معمولاً برای متعادل کردن استحکام و چقرمگی برای اطمینان از مقاومت بهتر مورد نیاز است. خستگی

تأثیر طراحی سازه بر عملکرد خستگی
ساختار طراحی از واشرهای فنری فولاد کربنی همچنین بر مقاومت خستگی آن تأثیر می گذارد. طراحی "باز شدن" واشر به آن اجازه می دهد تا در هنگام فشرده شدن خاصیت ارتجاعی ایجاد کند و در برابر شل شدن ناشی از نیروهای خارجی مقاومت کند. این طرح با اعمال فشار محوری مداوم به پیچ، پیش بار پیچ را حفظ می کند.

با بهبود هندسه واشر فنری، مانند بهینه سازی شعاع فیله یا توزیع ضخامت در دهانه، می توان غلظت تنش را به طور موثر کاهش داد و در نتیجه مقاومت در برابر خستگی واشر را بهبود بخشید. توزیع یکنواخت مواد و ماشینکاری بی عیب و نقص نیز از عوامل کلیدی برای اطمینان از اینکه واشر در طول استفاده طولانی مدت دچار شکستگی ناشی از خستگی نمی شود، هستند.

تاثیر عملیات سطحی بر مقاومت در برابر خستگی
مقاومت در برابر خستگی فولاد کربنی نیز می تواند از طریق فرآیندهای تصفیه سطح بهبود یابد. از آنجایی که مواد فولاد کربنی تحت تنش مستعد ایجاد ریزترک‌ها هستند، این ریزترک‌ها اغلب از سطح شروع می‌شوند. درمان‌های سطحی مانند آبکاری روی، فسفاته کردن یا آبکاری نیکل نه تنها می‌توانند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشند، بلکه تأثیر عیوب سطحی را بر رشد ترک‌های خستگی کاهش می‌دهند. پوشش های سطحی عیوب مواد میکروسکوپی را پر می کنند و نقاط تمرکز تنش را کاهش می دهند و در نتیجه شروع و گسترش ترک های خستگی را به تاخیر می اندازند.