Kompromis mezi zvýšenou pevností v tahu a sníženou tažností v šroubách z uhlíkové oceli je při výběru šroubů pro specifické aplikace klíčovým faktorem. Zde je rozdělení toho, jak tyto dvě vlastnosti interagují a dopad jejich rovnováhy na výkon:
1. Pevnost v tahu vs. tažnost:
Pevnost v tahu označuje maximální napětí, které materiál vydrží, zatímco je natažený nebo tažený před zlomením. Vyšší pevnost v tahu způsobuje, že šroub je schopnější nesoucí těžké zatížení a odolávání deformace pod napětím.
Tažnost je schopnost materiálu deformovat pod tahovým napětím bez rozbití. Materiály s vysokou tažností mohou absorbovat energii a podstoupit významnou plastickou deformaci před selháním, což je rozhodující pro prevenci náhlých křehkých zlomenin.
2. dopad zvýšené pevnosti v tahu:
Vyšší kapacita nesoucí zátěž: Zvýšená pevnost v tahu umožňuje Šrouby z uhlíkové oceli vydržet vyšší zatížení a napětí bez selhání. To je obzvláště důležité v těžkých aplikacích, kde šrouby musí nést značné mechanické síly, například ve stavebnictví, automobilovém průmyslu nebo průmyslovém stroji.
Zvýšené křehké chování: Jak se však zvyšuje pevnost v tahu (zejména u vysoko-uhlíkových ocelí), materiál se však stává méně schopným absorbovat napětí plastickou deformací. To vede ke snížené tažnosti, díky čemuž je šroub náchylnější k křehkému zlomenině za podmínek náhlého nebo nárazu, což může být v některých aplikacích katastrofické.
Odolnost proti únavě: Zatímco vyšší pevnost v tahu může zlepšit odolnost vůči statickému zatížení, může někdy snížit odolnost proti únavě v prostředích cyklického zatížení. Je to proto, že materiál se nemusí ohýbat nebo deformovat tolik, což způsobí, že po opakovaném stresovém cyklech selhává.
3. dopad zvýšené tažnosti:
Zlepšená odolnost vůči zlomenině: Vyšší tažnost znamená, že šroub se může plasticky deformovat bez rozbití, což je prospěšné, když je šroub podroben dynamickému zatížení, vibracím nebo šokovým silám. Tažné materiály mají tendenci se „ohýbat“ spíše než zachytit, takže je více odpouštějících v aplikacích, které zahrnují kolísající nebo nepředvídatelné napětí.
Nižší kapacita nesoucí zátěž: Zatímco tažnost pomáhá zabránit náhlé zlomenině, přichází na úkor nižší pevnosti v tahu. Trasibní šrouby s větší pravděpodobností zažívají trvalou deformaci (např. Ohýbání nebo prodloužení) při vysokém zatížení, což snižuje jejich účinnost ve vysoce stresových aplikacích. Díky tomu jsou nevhodné pro prostředí s vysokým torským nebo těžkým zatížením, kde je třeba udržovat integritu šroubů.
4. praktické úvahy:
Požadavky specifické pro aplikaci: Volba mezi vyšší pevností v tahu a tažností závisí do značné míry na aplikaci. Například ve stavebnictví nebo leteckém prostoru, kde jsou preferovány prvořadé vysoké kapacity a pevnost nesoucí zatížení a síla, jsou preferovány šrouby s vyšší pevností v tahu (nízká tažnost). Naopak v aplikacích, kde je důležité v aplikacích, kde se odolnost vůči vibracím, nárazu nebo bezpečnosti (např. Při údržbě automobilu nebo strojů) používají šrouby s vyšší tažností a nižší pevností v tahu k zabránění katastrofickému selhání.
Citlivost na teplotu: V extrémním prostředí, jako jsou vysoké teploty nebo kryogenní podmínky, se rovnováha mezi pevností v tahu a tažností stává ještě kritičtějším. Při vyšších teplotách mohou materiály s vysokou pevností v tahu ztratit svou odolnost proti deformaci, což snižuje jejich tažnost a potenciálně vede k selhání. Naopak, materiály s lepší tažností mohou zvládnout tepelnou roztažení a kontrakci efektivněji.
5. Zpracování kompromisů:
Tepelné zpracování: Proces tepelného zpracování hraje významnou roli při kontrole pevnosti v tahu i tažnosti. Například:
Uhrzdění a temperování mohou zvýšit pevnost v tahu při zachování rovnováhy tažnosti.
Karburizace může zvýšit tvrdost povrchu, takže šroub bude odolnější k opotřebení, ale na úkor tažnosti.
Schválená hladina vs. kování horkých: Procesy s hlavou studeného obvykle vedou k vyšší pevnosti v tahu, ale mohou snížit tažnost, zatímco horké vztek může umožnit větší tažnost, ale může mít za následek nižší pevnost v tahu.
6. Celkový souhrn kompromisu:
Vyšší pevnost v tahu = větší schopnost nesoucí zátěž, ale snížená schopnost absorbovat šok nebo deformaci (riziko křehkého zlomeniny).
Vyšší tažnost = lepší odolnost proti šokům, větší flexibilita pod stresem, ale nižší kapacita a potenciál pro deformaci při těžkém zatížení.
