Prítomnosť inklúzií alebo mikroskopických defektov v skrutkách z nehrdzavejúcej ocele môže významne ovplyvniť ich únavovú odolnosť a celkovú pevnosť nasledujúcimi spôsobmi:
1. Koncentrácia stresu
Inklúzie, ako sú nekovové častice (oxidy, sulfidy alebo kremičitany) alebo mikroskopické defekty (póry, praskliny alebo dutiny), pôsobia ako koncentrátory stresu. Tieto nedokonalosti narušujú rovnomerný tok napätia cez povrch skrutky a koncentrujú aplikované sily okolo začlenenia alebo defektu. Toto zvýšenie lokalizovaného stresu môže viesť k:
Začatie prasklín: Koncentrácie napätia môžu iniciovať trhliny, najmä pri cyklickom zaťažení alebo kolísajúcich napätiach.
Predčasné zlyhanie únavy: praskliny, ktoré začínajú inklúziami alebo defektmi, sú často východiskovými bodmi pre zlyhanie únavy, čo vedie k šíreniu trhlín a prípadnému rozbitiu skrutky pri nižších úrovniach napätia, ako by sa očakávalo v prípade skrutky bez defektov.
2. Znížená únava
Skrutky z nehrdzavejúcej ocele sú zvyčajne navrhnuté tak, aby odolali opakovanému zaťaženiu a vykladaniu, ako je to vidieť vo vysoko vibračných aplikáciách (napr. Automobilový priemysel, letecký priestor). Inklúzie alebo mikroskopické defekty však oslabujú materiál, čím sa znižuje jeho pevnosť únavy. To má za následok:
Životnosť s nižšou únavou: Dokonca aj menšie nedokonalosti môžu drasticky znížiť počet cyklov zaťaženia, ktoré môže skrutka vydržať pred poruchou.
Včasný nástup únavového krakovania: Malé defekty slúžia ako východiskové body pre trhliny, ktoré sa šíria rýchlejšie pri cyklickom zaťažení, čo vedie k skoršiemu zlyhaniu ako skrutky bez takýchto defektov.
3. Znížená pevnosť v ťahu
Inklúzie a defekty môžu tiež ovplyvniť celkovú pevnosť v ťahu skrutky z nehrdzavejúcej ocele , čo je rozhodujúce pre aplikácie, kde sú zapojené vysoké axiálne sily. Účinok na pevnosť v ťahu sa môže prejaviť ako:
Lokalizované oslabenie: Inklúzie alebo mikroskopické defekty znižujú schopnosť materiálu zvládnuť ťahové zaťaženie rovnomerne, čo spôsobuje zlyhanie pri nižších úrovniach napätia, ako sa očakávalo.
Strata ťažkosti: Niektoré inklúzie, najmä tie, ktoré majú krehké vlastnosti, znižujú ťažnosť nehrdzavejúcej ocele. Vďaka tomu je materiál menej schopný plasticky deformovať pred zlyhaním, čím sa zvýši pravdepodobnosť krehkej zlomeniny pri vysokom zaťažení.
4. Vplyv na štrukturálnu integritu
V prostrediach s vysokým stresom, napríklad v tlakových nádobách alebo motoroch turbíny, je konštrukčná integrita skrutiek z nehrdzavejúcej ocele prvoradá. Prítomnosť mikroskopických defektov alebo inklúzií:
Znižuje únavovú životnosť: To môže byť obzvlášť kritické v bezpečnostných kritických aplikáciách, kde je potrebná dlhodobá trvanlivosť.
Zvyšuje riziko zlyhania pri dynamickom zaťažení: V aplikáciách s kolísajúcim alebo nárazovým zaťažením môžu tieto defekty dramaticky zvýšiť pravdepodobnosť zlyhania, pretože je ohrozená schopnosť materiálu odolávať variabilnému napätiu.
5. Odolnosť proti korózii a korózii
V niektorých prípadoch môžu inklúzie negatívne ovplyvniť odpor tečenia (odolnosť proti deformácii pri konštantnom napätí pri vysokých teplotách) a odolnosť proti korózii skrutiek z nehrdzavejúcej ocele. To môže ďalej ohroziť ich výkon v náročných prostrediach, ako je:
Aplikácie zvýšenej teploty: Defekty alebo inklúzie môžu viesť k lokalizovanému zahrievaniu a zrýchlenej oxidácii, čím sa zníži celková pevnosť materiálu.
Začatie korózie: Inklúzie môžu vytvárať miesta na začiatok korózie, najmä v prostrediach bohatých na chlorid, čo vedie k prasknutiu korózie napätia (SCC), ktoré zhoršujú degradáciu materiálu.
6. Testovanie a kontrola kvality
Na zmiernenie týchto účinkov sa skrutky z nehrdzavejúcej ocele podliehajú prísnej kontrole a testovaniu (napr. Použitím ultrazvukového testovania, röntgenovej kontroly alebo testovania vírivého prúdu) na detekciu a eliminovanie akýchkoľvek škodlivých inklúzií alebo defektov. Skrutky často podliehajú:
Testy v ťahu: na vyhodnotenie ich kapacity nosenia.
Testy únavy: Na určenie počtu cyklov, ktoré môžu odolávať pred zlyhaním.
Nedeštruktívne testovanie (NDT): na identifikáciu vnútorných defektov, ktoré by mohli ovplyvniť pevnosť a únavovú rezistenciu skrutiek.
