Prezența incluziunilor sau a defectelor microscopice în șuruburile din oțel inoxidabil poate afecta semnificativ rezistența la oboseală și rezistența generală în următoarele moduri:
1. Concentrația de stres
Incluziunile, cum ar fi particule non-metalice (oxizi, sulfuri sau silicați) sau defecte microscopice (pori, fisuri sau goluri), acționează ca concentratoare de stres. Aceste imperfecțiuni perturbă fluxul uniform de stres pe suprafața șurubului, concentrând forțele aplicate în jurul incluziunii sau defectului. Această creștere a stresului localizat poate duce la:
Inițierea fisurilor: concentrațiile de stres pot iniția fisuri, în special sub tensiuni de încărcare ciclică sau fluctuatoare.
Eșecul prematur al oboselii: fisurile care pornesc de la incluziuni sau defecte sunt adesea punctele de pornire pentru eșecul oboselii, ceea ce duce la propagarea fisurilor și la ruperea eventuală a șurubului sub niveluri de tensiune mai mici decât s-ar fi așteptat pentru un șurub fără defecte.
2.. Scăderea puterii oboselii
Șuruburile din oțel inoxidabil sunt de obicei concepute pentru a rezista la încărcarea și descărcarea repetată, așa cum se vede în aplicațiile de mare vibrație (de exemplu, automobile, aerospațiale). Cu toate acestea, incluziunile sau defectele microscopice slăbesc materialul, reducând rezistența la oboseală. Aceasta rezultă în:
Durata de viață a oboselii mai mică: chiar și imperfecțiunile minore pot reduce drastic numărul de cicluri de încărcare pe care șurubul le poate suporta înainte de eșec.
Debutul timpuriu al fisurilor de oboseală: defectele mici servesc ca puncte de pornire pentru fisuri, care se propagă mai rapid sub încărcarea ciclică, ceea ce duce la o defecțiune anterioară decât șuruburile fără astfel de defecte.
3. Redus rezistența la tracțiune
Incluziunile și defectele pot afecta, de asemenea, rezistența generală la tracțiune a Șuruburi din oțel inoxidabil , ceea ce este crucial pentru aplicațiile în care sunt implicate forțe axiale ridicate. Efectul asupra rezistenței la tracțiune se poate manifesta ca:
Slăbirea localizată: incluziunile sau defectele microscopice reduc capacitatea materialului de a gestiona în mod uniform sarcina de tracțiune, ceea ce face ca acesta să eșueze la niveluri mai mici de stres decât se aștepta.
Pierderea ductilității: unele incluziuni, în special cele cu caracteristici fragile, reduc ductilitatea oțelului inoxidabil. Acest lucru face ca materialul să fie mai puțin capabil să se deformeze plastic înainte de eșec, crescând probabilitatea unei fracturi fragile sub sarcini mari.
4. Impactul asupra integrității structurale
În medii cu stres ridicat, cum ar fi în vase sub presiune sau motoare cu turbină, integritatea structurală a șuruburilor din oțel inoxidabil este esențială. Prezența defectelor sau incluziunilor microscopice:
Reduce viața de oboseală: Acest lucru poate fi deosebit de critic în aplicațiile critice pentru siguranță, unde este necesară durabilitatea pe termen lung.
Crește riscul de eșec sub încărcare dinamică: în aplicații cu încărcături fluctuante sau de șoc, aceste defecte pot crește dramatic probabilitatea de eșec, deoarece capacitatea materialului de a rezista la stresul variabil este compromisă.
5. rezistență la fluier și coroziune
În unele cazuri, incluziunile pot afecta negativ rezistența la fluaj (rezistența la deformare sub tensiune constantă la temperaturi ridicate) și rezistența la coroziune a șuruburilor din oțel inoxidabil. Acest lucru poate compromite în continuare performanțele lor în medii solicitante, cum ar fi:
Aplicații de temperatură ridicate: defectele sau incluziunile pot duce la încălzirea localizată și oxidarea accelerată, reducând rezistența generală a materialului.
Inițierea coroziunii: incluziunile pot crea site-uri pentru a începe coroziunea, în special în mediile bogate în clorură, ceea ce duce la fisurarea coroziunii stresului (SCC) care agravează degradarea materialelor.
6. Testarea și controlul calității
Pentru a atenua aceste efecte, șuruburile din oțel inoxidabil suferă o inspecție și testare riguroasă (de exemplu, folosind teste cu ultrasunete, inspecție cu raze X sau testare curentă) pentru a detecta și elimina orice incluziuni sau defecte nocive. Șuruburile sunt adesea supuse:
Teste de tracțiune: pentru a evalua capacitatea lor de încărcare.
Teste de oboseală: pentru a determina numărul de cicluri pe care le pot rezista înainte de eșec.
Testare nedistructivă (NDT): identificarea defectelor interne care ar putea afecta rezistența și rezistența la oboseală a șuruburilor.3
