1. L'influence de la forme de la vallée du filetage et de la taille du rayon.
Lorsque le boulon est soumis à une contrainte, une concentration de contraintes se produit au niveau de la vallée du filetage et sa valeur dépend dans une large mesure de la forme de la vallée du filetage. En modifiant la forme de la vallée, par exemple, plus la rainure du filetage est lisse, plus la concentration de contraintes est faible et plus la résistance à la fatigue est élevée. En général, les filetages à fond plat ont une faible résistance à la fatigue. Si des vallées arrondies sont utilisées au lieu de vallées à fond plat, la résistance à la fatigue du boulon peut être améliorée. Par exemple, le coefficient de concentration de contrainte élastique de la vallée du filetage à fond plat est de 2,54, tandis que la rainure en arc améliorée est de 1,52, c'est-à-dire que le coefficient de concentration de contrainte de la vallée de cette dernière est 40 % inférieur à celui de la première, ce qui peut augmenter la résistance à la fatigue d'au moins 20 % ; si La résistance à la fatigue des boulons en acier 40CrNiMo trempés et revenus avec des vallées à fond plat M6-1.0 est de 95 MPa. Lors de l'utilisation de vallées en forme d'arc avec un grand rayon de 0,1 mm, la résistance à la fatigue peut être augmentée jusqu'à 120 MPa, soit une augmentation de 26 %. La résistance à la fatigue des boulons CD (conception critique pour la rupture) nouvellement développés par la société japonaise Nippon Steel Corporation a été encore augmentée, jusqu'à 100 %. La principale caractéristique des boulons CD est que la hauteur de crête du filetage interne de l'écrou diminue progressivement pour lui permettre de supporter la force. Plus uniforme.
2. L'influence de la rugosité de la surface du filetage.
La rugosité de la surface du filetage a une grande influence sur la résistance à la fatigue du boulon. Par exemple, lorsque la rugosité d'un boulon en acier 40CrNiMo avec un filetage M6-1.0 est réduite de 0.08 à {{ 14}}.16 à 0.63 à 1,35, la résistance à la fatigue est réduite de 33 % ; pour un boulon avec un filetage M12-1.5, la rugosité de surface est réduite de 0.08 à 0,16 à Lorsque 0,16~0,32, la résistance à la fatigue diminue de 21 %.
3. Influence du processus de roulage du fil.
Les fils de roulement produiront une couche de renforcement de déformation et une contrainte de compression résiduelle élevée, qui joue un grand rôle dans la prévention de l'initiation et de l'expansion précoce des fissures de fatigue ; en même temps, cela réduira également la rugosité de la surface de la vallée, bénéficiant ainsi à la résistance à la fatigue du boulon. amélioration. Cependant, si le fil est roulé puis traité thermiquement, les facteurs bénéfiques ci-dessus disparaîtront. Par conséquent, dans la perspective d’améliorer les performances en fatigue des boulons, les filetages doivent être laminés après traitement thermique. Mais il y a un autre problème à l'heure actuelle, c'est-à-dire que la dureté des boulons, en particulier des boulons à haute résistance, est généralement plus élevée après traitement thermique, ce qui réduit la durée de vie de la filière de laminage des filets. De plus, si la qualité du roulage du filetage n'est pas assez bonne et que des microfissures ou des phénomènes d'écaillage similaires à la fatigue de contact se produisent à la surface ou à la racine du filetage, l'effet de l'amélioration des performances en fatigue du boulon ne sera pas évident, et les performances en fatigue seront même réduites.
4. L'influence des défauts métallurgiques de l'acier.
La décarburation à la surface des matières premières est généralement causée par le manque de protection efficace de la surface de l'ébauche pendant le processus de laminage et de chauffage. Si la couche de décarburation est peu profonde et que le produit fini doit subir un traitement de coupe suffisant, la couche de décarburation sera retirée, éliminant ainsi l'impact de cette décarburation. Cependant, certains boulons ne sont plus usinés après frappe à froid ou étirage à froid, les défauts de surface des matières premières restent donc à la surface des pièces finies.
La couche de décarburation importante à la surface du boulon constitue une zone faible. Pendant le processus de laminage du filetage après frappe à froid, en raison de la déformation importante de la surface de l'acier, la majeure partie de la couche de décarburation sera pressée dans la zone supérieure du filetage. La résistance et la dureté de cette couche décarburée sont très faibles, elle est donc sujette à l'usure et au trébuchement (les fils sont cisaillés), et elle peut facilement devenir une source de fissures de fatigue, provoquant une rupture précoce par fatigue.
Les inclusions dans l'acier, en particulier les grosses inclusions dures et cassantes, détruisent la continuité du matériau de la matrice. Sous l’action de contraintes internes et externes, une concentration élevée de contraintes est facilement générée à l’interface entre les inclusions et la matrice, conduisant à l’initiation précoce de fissures de fatigue. Réduit considérablement la résistance à la fatigue des boulons à haute résistance.
