Gevindrulning forbedrer udmattelsesmodstanden af rustfri stålbolte markant sammenlignet med skåret gevind på grund af flere nøglefaktorer relateret til hvordan gevindene er dannet og de resulterende materialeegenskaber. Her er en oversigt over, hvordan trådrulning øger træthedsmodstanden:
Materialeforstærkning gennem koldbearbejdning
Gevindrulning er en koldformningsproces, hvor gevindene skabes ved at påføre tryk på boltens overflade, hvilket får materialet til at deformere plastisk til den ønskede gevindform. Denne koldbearbejdning fremkalder arbejdshærdning i det rustfri stål, hvilket øger overfladelagets hårdhed og styrke.
De koldformede gevind har højere kompressive restspændinger, hvilket betyder, at overfladen er mindre tilbøjelig til at revne under cykliske belastninger (gentagne spændinger), hvilket forbedrer boltens udmattelsesmodstand. I modsætning hertil fjerner skæret gevind materiale, hvilket efterlader trådene svagere og mere tilbøjelige til at revne under gentagne belastninger.
Ingen materialefjernelse = Kontinuerlig kornstruktur
Ved gevindrulning fjernes intet materiale fra bolten. I stedet forskydes materialet for at danne trådene. Dette bevarer den kontinuerlige kornstruktur af det rustfri stål, som følger trådens kontur.
Ved at opretholde denne kontinuerlige kornstrøm er de valsede tråde stærkere og mere modstandsdygtige over for træthed. Skåret gevind skærer på den anden side kornstrukturen og skaber spændingskoncentrationspunkter, der er mere sårbare over for træthed og svigt over tid.
Glat overfladefinish
Valsede tråde har generelt en glattere overfladefinish sammenlignet med afskårne tråde. Den glattere overflade betyder, at der er færre overfladefejl, såsom mikroskopiske hak eller værktøjsmærker, der kan fungere som spændingskoncentratorer under cyklisk belastning.
I afskårne gevind efterlader bearbejdningsprocessen ofte små overfladefejl, som kan initiere revner under gentagne belastninger, hvilket fører til udmattelsesfejl. Valsede tråde med deres glattere overflader fordeler stress mere jævnt og er derfor mindre tilbøjelige til at revne.
Resterende kompressionsstress
Gevindrulningsprocessen indfører kompressionsrestspænding i materialet ved gevindroden (den laveste del af gevindet). Dette er fordelagtigt, fordi de fleste udmattelsessvigt begynder ved overfladen, og trykspændingerne modvirker de trækspændinger, der forårsager revnedannelse.
I afskårne gevind inducerer bearbejdningsprocessen ikke disse gavnlige trykspændinger og kan endda efterlade materialet med resterende trækspændinger, som fremmer revneinitiering og udbredelse under udmattelsesbelastning.
Reduceret stresskoncentration
De glatte overgange og afrundede konturer produceret ved gevindrulning reducerer spændingskoncentrationer på kritiske punkter som gevindroden. Derimod har afskårne tråde ofte skarpere overgange, som fungerer som spændingsstigninger og øger sandsynligheden for, at der dannes udmattelsesrevner i disse områder.
Lavere spændingskoncentration i valsede gevind betyder, at de kan tåle flere belastningscyklusser uden at svigte, hvilket gør dem mere velegnede til applikationer, hvor bolte udsættes for gentagne belastninger og aflæsninger.
Øget træthedsliv
Kombinationen af glattere overfladefinish, kompressive restspændinger, kontinuerlig kornstrøm og reducerede spændingskoncentrationer i valsede tråde øger udmattelseslevetiden i høj grad. rustfri stål bolte . Dette er især vigtigt i applikationer, der involverer dynamisk eller cyklisk belastning, såsom i rumfart, bilindustrien og konstruktionsteknik.
Undersøgelser har vist, at valsede gevind kan øge udmattelseslevetiden med så meget som fire til fem gange sammenlignet med afskårne gevind, hvilket gør dem til det foretrukne valg til højspændings- og udmattelseskritiske applikationer.
Afslutningsvis forbedrer gevindrulning træthedsmodstanden af rustfri stålbolte ved at:
Styrkelse af materialet gennem koldbearbejdning.
Bevarelse af den kontinuerlige kornstruktur.
Producerer en glattere overflade med færre ufuldkommenheder.
Introduktion af gavnlige kompressive restspændinger.
Reduktion af spændingskoncentrationer ved trådroden.
Disse faktorer gør tilsammen valsede gevind væsentligt mere holdbare under cykliske belastninger sammenlignet med afskårne gevind, hvilket forbedrer træthedsydelsen og levetiden af rustfri stålbolte i krævende applikationer.
