Resistência à fadiga de arruelas de mola de aço carbono

As propriedades de fadiga do aço carbono são afetadas pelo seu teor de carbono, composição da liga e processo de tratamento térmico. As arruelas de aço carbono comumente usadas são aço de médio carbono ou aço de alto carbono. O tratamento térmico adequado do aço de médio carbono pode melhorar significativamente sua resistência à fadiga. Através de processos como têmpera e revenido, o aço carbono pode obter maior resistência à tração e tenacidade, prolongando assim sua vida útil sob altas tensões.

Devido à sua maior dureza e resistência, o aço com alto teor de carbono apresenta maior resistência à fadiga e é adequado para ambientes com cargas mais elevadas e fortes vibrações. No entanto, o aço com alto teor de carbono tem tenacidade relativamente baixa e é propenso à fratura frágil sob condições extremas de fadiga. Portanto, processos razoáveis ​​de tratamento térmico, como revenido em baixa temperatura, geralmente são necessários para equilibrar resistência e tenacidade para garantir melhor resistência. Fadiga.

Efeito do projeto estrutural no desempenho à fadiga
A estrutura de projeto de arruelas de pressão de aço carbono também afeta sua resistência à fadiga. O desenho de "abertura" da junta permite gerar elasticidade quando comprimida e resistir ao afrouxamento causado por forças externas. Este projeto mantém a pré-carga do parafuso aplicando pressão axial contínua ao parafuso.

Ao melhorar a geometria da arruela de pressão, como otimizar o raio do filete ou a distribuição da espessura na abertura, a concentração de tensão pode ser efetivamente reduzida, melhorando assim a resistência à fadiga da arruela. A distribuição uniforme do material e a usinagem perfeita também são fatores-chave para garantir que a gaxeta não sofra fratura por fadiga durante o uso a longo prazo.

Efeito do tratamento de superfície na resistência à fadiga
A resistência à fadiga do aço carbono também pode ser melhorada através de processos de tratamento de superfície. Como os materiais de aço carbono são propensos a microfissuras sob tensão, essas microfissuras geralmente começam na superfície. Tratamentos de superfície como zincagem, fosfatização ou niquelagem podem não apenas melhorar a resistência à corrosão, mas também reduzir o impacto dos defeitos superficiais no crescimento de trincas por fadiga. Os revestimentos de superfície preenchem defeitos microscópicos do material e reduzem os pontos de concentração de tensão, atrasando assim o início e a expansão de fissuras por fadiga.