Paslanmaz çelik cıvatalarda inklüzyonların veya mikroskobik kusurların varlığı, yorgunluk dirençlerini ve genel mukavemetlerini aşağıdaki şekillerde önemli ölçüde etkileyebilir:
1. Stres konsantrasyonu
Metalik olmayan partiküller (oksitler, sülfürler veya silikatlar) veya mikroskobik kusurlar (gözenekler, çatlaklar veya boşluklar) gibi kapanımlar stres konsantratörleri olarak işlev görür. Bu kusurlar, uygulanan kuvvetleri dahil etme veya kusur etrafında yoğunlaştırarak, cıvatanın yüzeyi boyunca düzgün stres akışını bozar. Bu yerelleştirilmiş stres artışı:
Çatlakların başlatılması: Stres konsantrasyonları, özellikle döngüsel yükleme veya dalgalanan gerilmeler altında çatlaklar başlatabilir.
Erken yorgunluk yetmezliği: İnklüzyonlarda veya kusurlardan başlayan çatlaklar genellikle yorgunluk arızası için başlangıç noktalarıdır, bu da çatlak yayılmasına ve cıvatanın daha düşük gerilim seviyeleri altında kusursuz bir cıvata için beklenenden daha düşük kırılmasına neden olur.
2. Yorgunluk mukavemeti azaldı
Paslanmaz çelik cıvatalar tipik olarak, yüksek vibrasyon uygulamalarında (örn. Otomotiv, havacılık) görüldüğü gibi tekrarlanan yüklemeye ve boşaltmaya dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, inklüzyonlar veya mikroskobik kusurlar malzemeyi zayıflatır ve yorgunluk gücünü azaltır. Bu:
Düşük Yorgunluk Ömrü: Küçük kusurlar bile, cıvatanın arızadan önce dayanabileceği yük döngü sayısını büyük ölçüde azaltabilir.
Yorgunluk çatlamasının erken başlangıcı: Küçük kusurlar, döngüsel yükleme altında daha hızlı yayılan ve bu tür kusurlar olmadan cıvatalardan daha erken başarısızlığa yol açan çatlaklar için başlangıç noktaları olarak hizmet eder.
3. gerilme mukavemeti azaltılmış
Kapsayıcılar ve kusurlar, Paslanmaz çelik cıvatalar yüksek eksenel kuvvetlerin dahil olduğu uygulamalar için çok önemlidir. Çekme mukavemeti üzerindeki etki şu şekildedir:
Lokalize zayıflama: İnklüzyonlar veya mikroskobik kusurlar, malzemenin gerilme yükünü eşit olarak işleme yeteneğini azaltarak beklenenden daha düşük stres seviyelerinde başarısız olmasına neden olur.
Süneklik kaybı: Bazı kapanımlar, özellikle kırılgan özelliklere sahip olanlar, paslanmaz çeliğin sünekliğini azaltır. Bu, malzemenin başarısızlıktan önce plastik olarak daha az deforme olmasını sağlayarak yüksek yükler altında kırılgan kırılma olasılığını artırır.
4. Yapısal bütünlük üzerindeki etki
Basınçlı kaplarda veya türbin motorlarında olduğu gibi yüksek stresli ortamlarda, paslanmaz çelik cıvataların yapısal bütünlüğü çok önemlidir. Mikroskobik kusurların veya kapanımların varlığı:
Yorgunluk ömrünü azaltır: Bu, uzun süreli dayanıklılığın gerekli olduğu güvenlik açısından kritik uygulamalarda özellikle kritik olabilir.
Dinamik yükleme altında başarısızlık riskini artırır: Dalgalanan veya şok yükleri olan uygulamalarda, bu kusurlar, malzemenin değişken strese dayanma yeteneği tehlikeye girdiğinden, başarısızlık olasılığını önemli ölçüde artırabilir.
5. Sürünme ve korozyon direnci
Bazı durumlarda, inklüzyonlar sürünme direncini (yüksek sıcaklıklarda sabit stres altında deformasyona direnç) ve paslanmaz çelik cıvataların korozyon direncini olumsuz etkileyebilir. Bu, aşağıdakiler gibi zorlu ortamlardaki performanslarını daha da tehlikeye atabilir:
Yüksek sıcaklık uygulamaları: kusurlar veya inklüzyonlar lokalize ısıtmaya ve hızlandırılmış oksidasyona yol açarak malzemenin genel mukavemetini azaltar.
Korozyonun başlatılması: İnklüzyonlar, özellikle klorür açısından zengin ortamlarda korozyonun başlaması için yerler oluşturabilir, bu da malzeme bozulmasını kötüleştiren stres korozyonu çatlamasına (SCC) yol açabilir.
6. Test ve kalite kontrolü
Bu etkileri azaltmak için, paslanmaz çelik cıvatalar, zararlı inklüzyonları veya kusurları tespit etmek ve ortadan kaldırmak için titiz muayene ve testlere (örneğin, ultrasonik test, X-ışını muayenesi veya girdap akım testi kullanarak) geçirilir. Cıvatalar genellikle aşağıdakilere tabidir:
Çekme testleri: Yük taşıma kapasitelerini değerlendirmek için.
Yorgunluk testleri: Arızadan önce dayanabilecekleri döngü sayısını belirlemek için.
Tahribatsız test (NDT): Cıvataların mukavemetini ve yorgunluk direncini etkileyebilecek iç kusurları tanımlamak için.
