Resistenza alla fatica delle rondelle elastiche in acciaio al carbonio

Le proprietà di fatica dell'acciaio al carbonio sono influenzate dal contenuto di carbonio, dalla composizione della lega e dal processo di trattamento termico. Le rondelle in acciaio al carbonio comunemente utilizzate sono acciaio a medio o alto tenore di carbonio. Un adeguato trattamento termico dell'acciaio a medio carbonio può migliorarne significativamente la resistenza alla fatica. Attraverso processi come la tempra e il rinvenimento, l'acciaio al carbonio può ottenere una maggiore resistenza alla trazione e tenacità, prolungando così la sua durata in condizioni di stress elevato.

Grazie alla sua maggiore durezza e resistenza, l'acciaio ad alto tenore di carbonio ha una maggiore resistenza alla fatica ed è adatto ad ambienti con carichi più elevati e forti vibrazioni. Tuttavia, l'acciaio ad alto tenore di carbonio ha una tenacità relativamente bassa ed è soggetto a fratture fragili in condizioni di fatica estreme. Pertanto, sono generalmente necessari processi di trattamento termico ragionevoli, come il rinvenimento a bassa temperatura, per bilanciare forza e tenacità e garantire una migliore resistenza. Fatica.

Effetto della progettazione strutturale sulle prestazioni a fatica
La struttura progettuale di rondelle elastiche in acciaio al carbonio influisce anche sulla sua resistenza alla fatica. Il design "aperto" della guarnizione le consente di generare elasticità quando compressa e di resistere all'allentamento causato da forze esterne. Questo design mantiene il precarico del bullone applicando una pressione assiale continua al bullone.

Migliorando la geometria della rondella elastica, ad esempio ottimizzando il raggio del raccordo o la distribuzione dello spessore in corrispondenza dell'apertura, la concentrazione delle sollecitazioni può essere efficacemente ridotta, migliorando così la resistenza alla fatica della rondella. La distribuzione uniforme del materiale e la lavorazione impeccabile sono anche fattori chiave per garantire che la guarnizione non soffra di fratture per fatica durante l'uso a lungo termine.

Effetto del trattamento superficiale sulla resistenza alla fatica
La resistenza alla fatica dell'acciaio al carbonio può essere migliorata anche attraverso processi di trattamento superficiale. Poiché i materiali in acciaio al carbonio sono soggetti a microfessure sotto stress, queste microfessure spesso iniziano dalla superficie. Trattamenti superficiali come la zincatura, la fosfatazione o la nichelatura possono non solo migliorare la resistenza alla corrosione, ma anche ridurre l'impatto dei difetti superficiali sulla crescita delle cricche da fatica. I rivestimenti superficiali riempiono i difetti microscopici del materiale e riducono i punti di concentrazione delle sollecitazioni, ritardando così l'inizio e l'espansione delle cricche da fatica.