A menethengerlés jelentősen javítja a rozsdamentes acél csavarok kifáradási ellenállását a vágott menethez képest, számos kulcsfontosságú tényező miatt, amelyek a menetek kialakításával és az ebből eredő anyagtulajdonságokkal kapcsolatosak. Az alábbiakban bemutatjuk, hogyan növeli a menethengerlés a fáradással szembeni ellenállást:
Anyagerősítés hideg munkával
A menethengerlés egy hidegalakítási eljárás, ahol a meneteket úgy hozzák létre, hogy nyomást fejtenek ki a csavar felületére, aminek következtében az anyag plasztikusan deformálódik a kívánt menetformára. Ez a hideg megmunkálás a rozsdamentes acél keményedését idézi elő, növelve a felületi réteg keménységét és szilárdságát.
A hidegen alakított meneteknek nagyobb a nyomómaradék feszültsége, ami azt jelenti, hogy a felület kisebb valószínűséggel reped meg ciklikus terhelések (ismétlődő feszültségek) hatására, ami javítja a csavar kifáradási ellenállását. Ezzel szemben a vágott menetezés eltávolítja az anyagot, így a szálak gyengébbek lesznek, és hajlamosabbak a repedésre ismételt terhelés hatására.
Nincs anyageltávolítás = folyamatos szemcseszerkezet
Menethengerlésnél nem távolítanak el anyagot a csavarról. Ehelyett az anyagot eltolják a szálak kialakításához. Ez megőrzi a rozsdamentes acél folyamatos szemcseszerkezetét, amely követi a menet kontúrját.
Ennek a folyamatos szemcseáramlásnak a fenntartásával a hengerelt szálak erősebbek és jobban ellenállnak a kifáradásnak. A vágott menet ezzel szemben megbontja a szemcseszerkezetet, és olyan feszültségkoncentrációs pontokat hoz létre, amelyek idővel érzékenyebbek a kifáradásra és meghibásodásra.
Sima felületkezelés
A hengerelt szálak felülete általában simább a vágott szálakhoz képest. A simább felület azt jelenti, hogy kevesebb a felületi tökéletlenség, például mikroszkopikus hornyok vagy szerszámnyomok, amelyek feszültségkoncentrátorként működhetnek a ciklikus terhelés során.
A vágott meneteknél a megmunkálási folyamat gyakran apró felületi hibákat hagy maga után, amelyek ismétlődő feszültségek hatására repedéseket okozhatnak, ami kifáradási hibához vezethet. A hengerelt menetek simább felületükkel egyenletesebben osztják el a feszültséget, ezért kisebb a repedés valószínűsége.
Maradék kompressziós stressz
A menethengerlési folyamat nyomómaradék feszültséget hoz az anyagba a menetgyökénél (a menet legalsó része). Ez azért előnyös, mert a legtöbb kifáradási hiba a felületen kezdődik, és a nyomófeszültségek ellensúlyozzák a repedést okozó húzófeszültségeket.
Vágott meneteknél a megmunkálási folyamat nem idézi elő ezeket a kedvező nyomófeszültségeket, sőt az anyagban maradó húzófeszültségek keletkezhetnek, amelyek elősegítik a repedés kialakulását és a kifáradási terhelés hatására történő továbbterjedését.
Csökkentett stresszkoncentráció
A menethengerléssel előállított sima átmenetek és lekerekített kontúrok csökkentik a feszültségkoncentrációt a kritikus pontokon, például a menetgyökénél. Ezzel szemben a vágott menetek gyakran élesebb átmenetekkel rendelkeznek, amelyek feszültségnövelőként működnek, és növelik a fáradási repedések kialakulásának valószínűségét ezeken a területeken.
A hengerelt menetek alacsonyabb feszültségkoncentrációja azt jelenti, hogy több terhelési ciklust tudnak kibírni meghibásodás nélkül, így jobban megfelelnek az olyan alkalmazásokhoz, ahol a csavarok ismételt terhelésnek és tehermentesítésnek vannak kitéve.
Megnövekedett fáradtság élettartama
A simább felületkezelés, a nyomómaradék feszültségek, a folyamatos szemcseáramlás és a hengerelt menetek csökkentett feszültségkoncentrációinak kombinációja nagymértékben megnöveli a kifáradási élettartamot. rozsdamentes acél csavarok . Ez különösen fontos az olyan alkalmazásokban, amelyek dinamikus vagy ciklikus terhelést foglalnak magukban, például a repülőgépiparban, az autóiparban és a szerkezettervezésben.
Tanulmányok kimutatták, hogy a hengerelt szálak akár négyszer-ötszörösére is megnövelhetik a kifáradási élettartamot a vágott szálakhoz képest, így a nagy igénybevételnek kitett és a fáradtság szempontjából kritikus alkalmazásokhoz a preferált választás.
Összefoglalva, a menethengerlés javítja a rozsdamentes acél csavarok fáradásállóságát azáltal, hogy:
Az anyag megerősítése hideg megmunkálással.
A folyamatos szemcseszerkezet megőrzése.
Simább felület létrehozása kevesebb tökéletlenséggel.
A jótékony nyomómaradék feszültségek bevezetése.
A feszültségkoncentráció csökkentése a fonal gyökerénél.
Ezek a tényezők együttesen jelentősen tartósabbá teszik a hengerelt meneteket ciklikus terhelés mellett a vágott menetekhez képest, javítva a rozsdamentes acél csavarok fáradási teljesítményét és élettartamát az igényes alkalmazásokban.
