Résistance à la fatigue des rondelles de blocage à ressort en acier au carbone

Les propriétés de fatigue de l'acier au carbone sont affectées par sa teneur en carbone, la composition de son alliage et son processus de traitement thermique. Les rondelles en acier au carbone couramment utilisées sont en acier au carbone moyen ou en acier à haute teneur en carbone. Un traitement thermique approprié de l'acier au carbone moyen peut améliorer considérablement sa résistance à la fatigue. Grâce à des processus tels que la trempe et le revenu, l'acier au carbone peut obtenir une résistance à la traction et une ténacité plus élevées, prolongeant ainsi sa durée de vie sous des contraintes élevées.

En raison de sa dureté et de sa résistance plus élevées, l'acier à haute teneur en carbone présente une résistance à la fatigue plus élevée et convient aux environnements soumis à des charges plus élevées et à de fortes vibrations. Cependant, l'acier à haute teneur en carbone a une ténacité relativement faible et est sujet à une rupture fragile dans des conditions de fatigue extrêmes. Par conséquent, des processus de traitement thermique raisonnables, tels que le revenu à basse température, sont généralement nécessaires pour équilibrer la résistance et la ténacité afin de garantir une meilleure résistance. Fatigue.

Effet de la conception structurelle sur les performances en fatigue
La structure de conception de rondelles de blocage à ressort en acier au carbone affecte également sa résistance à la fatigue. La conception « ouverte » du joint lui permet de générer de l'élasticité lorsqu'il est comprimé et de résister au desserrage causé par des forces externes. Cette conception maintient la précharge du boulon en appliquant une pression axiale continue sur le boulon.

En améliorant la géométrie de la rondelle élastique, par exemple en optimisant le rayon du congé ou la répartition de l'épaisseur au niveau de l'ouverture, la concentration des contraintes peut être efficacement réduite, améliorant ainsi la résistance à la fatigue de la rondelle. Une répartition uniforme des matériaux et un usinage impeccable sont également des facteurs clés pour garantir que le joint ne souffre pas de rupture par fatigue lors d'une utilisation à long terme.

Effet du traitement de surface sur la résistance à la fatigue
La résistance à la fatigue de l’acier au carbone peut également être améliorée grâce à des procédés de traitement de surface. Étant donné que les matériaux en acier au carbone sont sujets aux microfissures sous contrainte, ces microfissures commencent souvent à la surface. Les traitements de surface tels que le zingage, la phosphatation ou le nickelage peuvent non seulement améliorer la résistance à la corrosion, mais également réduire l'impact des défauts de surface sur la croissance des fissures de fatigue. Les revêtements de surface comblent les défauts microscopiques des matériaux et réduisent les points de concentration des contraintes, retardant ainsi l'initiation et l'expansion des fissures de fatigue.