วิทยาศาสตร์วัสดุของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนมีผลต่อความแข็งแรงและความทนทานของพวกเขาอย่างไร

ในสาขาวิศวกรรมการก่อสร้างและเครื่องจักรกลหนัก คาร์บอนเหล็กจู่โจม เป็นส่วนประกอบการเชื่อมต่อและการแก้ไขที่สำคัญและประสิทธิภาพของมันจะกำหนดความปลอดภัยและอายุการใช้งานของโครงสร้างโดยตรง เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุหลักและการทำงานร่วมกันขององค์ประกอบทางเคมีโครงสร้างจุลภาคและเทคโนโลยีการประมวลผลจะกำหนดคุณสมบัติเชิงกลและความทนทานของสลักเกลียว
1. องค์ประกอบทางเคมี: "แผนที่ยีน" ของความต้านทานแรงดึง
ความต้านทานแรงดึงของเหล็กกล้าคาร์บอนมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างไม่เชิงบวกกับปริมาณคาร์บอน (C%) ตามมาตรฐาน ASTM A36 ปริมาณคาร์บอนของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนทั่วไปถูกควบคุมในช่วง 0.25%-0.29%และอัตราส่วนนี้จะทำให้สมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว เมื่อปริมาณคาร์บอนเกิน 0.3%ความแข็งของวัสดุจะเพิ่มขึ้น แต่ความเปราะบางจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งอาจทำให้สลักเกลียวยึดจะแตกหักเปราะภายใต้โหลดแบบไดนามิก ในเวลาเดียวกันการเพิ่มองค์ประกอบแมงกานีส (MN) (0.6%-1.2%) สามารถปรับปรุงพันธะขอบเขตของเมล็ดผ่านการเสริมความแข็งแรงของสารละลายที่เป็นของแข็งด้วยคาร์บอนและเพิ่มความต้านทานแรงดึง 15%-20%
การตรวจสอบกรณี: โรงงานอุตสาหกรรมใช้จุดยึดเหล็กคาร์บอนที่มีปริมาณ C 0.27% และปริมาณ MN 0.9% ความต้านทานแรงดึงสูงสุดถึง 580MPa ซึ่งสูงกว่าจุดยึดเหล็กคาร์บอนต่ำ 34% ที่ประสบความสำเร็จในการต่อต้านภาระการสั่นสะเทือนความถี่สูงของอุปกรณ์ยก
2. โครงสร้างจุลภาค: "โล่ที่มองไม่เห็น" ของความทนทาน
ความทนทานของเหล็กกล้าคาร์บอนขึ้นอยู่กับความต้านทานของโครงสร้างจุลภาคต่อการกัดกร่อนและความเหนื่อยล้า ผ่านกระบวนการควบคุมการหมุนและการควบคุมการควบคุม (TMCP) อัตราส่วนของเฟอร์ไรต์ต่อไข่มุกสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อสร้างโครงสร้างที่ละเอียด (ขนาดเกรนถึง ASTM เกรด 8 หรือสูงกว่า) ธัญพืชที่ดีไม่เพียง แต่ปรับปรุงความเหนียวของวัสดุ แต่ยังลดการสะสมของการเคลื่อนที่ที่ขอบเขตของเมล็ดและชะลอการเริ่มต้นของรอยแตก นอกจากนี้การเพิ่มปริมาณการติดตามของทองแดง (Cu, 0.2%-0.5%) และโครเมียม (CR, 0.3%-0.6%) สามารถสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นลดอัตราการกัดกร่อนให้น้อยกว่า 0.02 มม./ปี
ข้อมูลการทดลอง: หลังจากเปรียบเทียบกับการทดสอบสเปรย์เกลือ (มาตรฐาน ASTM B117) พื้นที่สนิมของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนที่มี CR/CU หลังจาก 720 ชั่วโมงเพียง 1/5 ของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาและอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางทะเล
V. ทิศทางในอนาคต: ความก้าวหน้าในวิทยาศาสตร์วัสดุอัจฉริยะ
ด้วยการพัฒนาโครงการจีโนมวัสดุและวิทยาศาสตร์วัสดุการคำนวณเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความแข็งแรงสูงและแข็งใหม่ (เช่นเหล็กกล้านาโน-เบนและเหล็กแมงกานีสขนาดกลาง) กำลังเข้าสู่ขั้นตอนการตรวจสอบทางวิศวกรรม โดยการควบคุมเส้นทางการกระจายคาร์บอนและการเปลี่ยนเฟสอย่างแม่นยำความต้านทานแรงดึงของสลักเกลียวรุ่นใหม่คาดว่าจะเกิน 800MPa ในขณะที่ยังคงความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม