{"id":21199,"date":"2022-06-18T15:27:46","date_gmt":"2022-06-18T07:27:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21199"},"modified":"2022-06-18T15:27:51","modified_gmt":"2022-06-18T07:27:51","slug":"7-factors-affecting-fatigue-of-metal-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/7-fattori-che-influenzano-la-fatica-dei-materiali-metallici\/","title":{"rendered":"7 fattori che influenzano la fatica dei materiali metallici"},"content":{"rendered":"
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La resistenza alla fatica dei materiali metallici \u00e8 molto sensibile a vari fattori esterni e interni. I fattori esterni includono la forma e le dimensioni della parte, la finitura superficiale e le condizioni di servizio, mentre i fattori interni includono la composizione del materiale stesso, lo stato organizzativo, la purezza e lo stress residuo. Sottili modifiche di questi fattori causeranno fluttuazioni o anche grandi cambiamenti nelle propriet\u00e0 di fatica dei materiali.<\/p>\n\n\n\n

L'influenza di vari fattori sulla resistenza alla fatica \u00e8 un aspetto importante della ricerca sulla fatica. Questa ricerca fornir\u00e0 una base per la ragionevole progettazione strutturale delle parti, la corretta selezione dei materiali e la formulazione razionale di vari processi di lavorazione a freddo ea caldo, in modo da garantire elevate prestazioni a fatica delle parti.<\/p>\n\n\n\n

effetto sulla fatica della concentrazione dello stress<\/h2>\n\n\n\n

La resistenza alla fatica convenzionale \u00e8 misurata da provini lisci accuratamente lavorati. Tuttavia, le parti meccaniche reali hanno inevitabilmente diverse forme di intagli, come gradini, sedi per chiavette, filettature e fori per l'olio. L'esistenza di queste tacche provoca la concentrazione delle sollecitazioni, per cui la massima sollecitazione effettiva alla radice della tacca \u00e8 molto maggiore della sollecitazione nominale sopportata dalla parte e spesso da qui inizia la rottura per fatica della parte.<\/p>\n\n\n\n

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Influenza del fattore dimensionale<\/h2>\n\n\n\n

A causa della disomogeneit\u00e0 della struttura del materiale e dell'esistenza di difetti interni, l'aumento delle dimensioni aumenter\u00e0 la probabilit\u00e0 di rottura del materiale, riducendo cos\u00ec il limite di fatica del materiale. L'esistenza dell'effetto dimensione \u00e8 un problema importante nell'applicazione dei dati di fatica misurati da piccoli campioni in laboratorio a parti reali su larga scala. Poich\u00e9 \u00e8 impossibile riprodurre la concentrazione di sollecitazione e il gradiente di sollecitazione sulle parti di dimensioni effettive sui piccoli campioni, i risultati di laboratorio sono disconnessi dal cedimento per fatica di alcune parti specifiche.<\/p>\n\n\n\n

Influenza sulla fatica dello stato di lavorazione della superficie<\/h2>\n\n\n\n

There are always uneven machining marks on the machined surface, which are equivalent to tiny notches, causing stress concentration on the material surface, thus reducing the fatigue strength of the material. The test shows that for steel and aluminum alloy, the fatigue limit of rough machining (rough turning) is reduced by 10% – 20% or more than that of longitudinal fine polishing. The higher the strength of the material, the more sensitive it is to the surface finish.<\/p>\n\n\n\n

Effetto della composizione chimica<\/h2>\n\n\n\n

Esiste una stretta relazione tra la resistenza alla fatica e la resistenza alla trazione dei materiali in determinate condizioni. Pertanto, in determinate condizioni, qualsiasi elemento in lega che pu\u00f2 migliorare la resistenza alla trazione pu\u00f2 migliorare la resistenza alla fatica dei materiali. In confronto, il carbonio \u00e8 il fattore pi\u00f9 importante che influenza la resistenza dei materiali. Tuttavia, alcuni elementi di impurit\u00e0 che formano inclusioni nell'acciaio hanno effetti negativi sulla resistenza a fatica.<\/p>\n\n\n\n

Effetto sulla fatica del trattamento termico e della microstruttura<\/h2>\n\n\n\n

Diverse condizioni di trattamento termico si tradurranno in diverse microstrutture. Pertanto, l'effetto del trattamento termico sulla resistenza alla fatica \u00e8 essenzialmente l'effetto della microstruttura. Sebbene la stessa resistenza statica possa essere ottenuta per materiali con la stessa composizione a causa di un diverso trattamento termico, la resistenza a fatica pu\u00f2 variare in un intervallo considerevole a causa delle diverse strutture.<\/p>\n\n\n\n

A parit\u00e0 di resistenza, la resistenza a fatica della perlite in scaglie \u00e8 ovviamente inferiore a quella della perlite granulare. Pi\u00f9 fini sono le particelle di cementite, maggiore \u00e8 la resistenza alla fatica.<\/p>\n\n\n\n

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Effetto delle inclusioni<\/h2>\n\n\n\n

L'inclusione stessa oi fori da essa generati sono equivalenti a minuscoli intagli, che produrranno concentrazione di sollecitazione e concentrazione di deformazione sotto l'azione del carico alternato e diventeranno la fonte della cricca di frattura a fatica, causando effetti negativi sulle propriet\u00e0 a fatica dei materiali. L'influenza delle inclusioni sulla resistenza a fatica dipende non solo dal tipo, natura, forma, dimensione, quantit\u00e0 e distribuzione delle inclusioni, ma anche dal livello di resistenza dei materiali, dal livello e dallo stato delle sollecitazioni applicate.<\/p>\n\n\n\n

Diversi tipi di inclusioni hanno propriet\u00e0 meccaniche e fisiche diverse, propriet\u00e0 diverse dal metallo di base e diversi effetti sulle propriet\u00e0 di fatica. In generale, le inclusioni plastiche (come i solfuri) che si deformano facilmente hanno scarso effetto sulle propriet\u00e0 a fatica dell'acciaio, mentre le inclusioni fragili (come ossidi, silicati, ecc.) fanno molto male.<\/p>\n\n\n\n

Le inclusioni con coefficiente di espansione maggiore rispetto alla matrice (come il solfuro) hanno un'influenza minore a causa della sollecitazione di compressione nella matrice, mentre le inclusioni con coefficiente di espansione inferiore rispetto alla matrice (come l'allumina) hanno una maggiore influenza a causa della sollecitazione di trazione nella matrice.<\/p>\n\n\n\n

La compattezza dell'inclusione e del metallo di base influisce anche sulla resistenza a fatica. Il solfuro si deforma facilmente e si lega strettamente al metallo di base, mentre l'ossido \u00e8 facile da separare dal metallo di base, con conseguente concentrazione di sollecitazioni. Pertanto, dal tipo di inclusioni, il solfuro ha scarso effetto, mentre ossidi, nitruri e silicati sono pi\u00f9 dannosi.<\/p>\n\n\n\n

Effetto del cambiamento delle propriet\u00e0 della superficie e delle sollecitazioni residue<\/h2>\n\n\n\n

Oltre alla finitura superficiale sopra menzionata, l'influenza dello stato superficiale include anche il cambiamento delle propriet\u00e0 meccaniche della superficie e l'influenza della sollecitazione residua sulla resistenza a fatica. Il cambiamento delle propriet\u00e0 meccaniche della superficie pu\u00f2 essere causato dalla differenza di composizione chimica e struttura della superficie o dal rafforzamento della deformazione.<\/p>\n\n\n\n

Il trattamento termico superficiale come la cementazione, la nitrurazione e la carbonitrurazione non solo pu\u00f2 aumentare la resistenza all'usura delle parti, ma anche migliorare la resistenza alla fatica delle parti, in particolare un mezzo efficace per migliorare la fatica da corrosione e la resistenza alla corrosione mordente.<\/p>\n\n\n\n

L'influenza del trattamento termico chimico superficiale sulla resistenza alla fatica dipende principalmente dalla modalit\u00e0 di carico, dalla concentrazione di carbonio e azoto nello strato cementato, dalla durezza superficiale e dal gradiente, dal rapporto tra durezza superficiale e durezza del nucleo, dalla profondit\u00e0 dello strato e dalla dimensione e distribuzione della compressione residua sollecitazione formata dal trattamento superficiale. Un gran numero di prove mostra che finch\u00e9 la tacca viene prima lavorata e poi trattata con trattamento termico chimico, in generale, pi\u00f9 affilata \u00e8 la tacca, maggiore sar\u00e0 la resistenza alla fatica.<\/p>\n\n\n\n

L'effetto del trattamento superficiale sulle prestazioni a fatica \u00e8 diverso in diverse modalit\u00e0 di carico. Sotto carico assiale, la sollecitazione nello strato superficiale \u00e8 la stessa di quella sotto lo strato perch\u00e9 non vi \u00e8 una distribuzione irregolare della sollecitazione lungo la profondit\u00e0 dello strato. In questo caso, il trattamento superficiale pu\u00f2 solo migliorare le prestazioni a fatica dello strato superficiale. Poich\u00e9 il materiale del nucleo non \u00e8 rinforzato, il miglioramento della resistenza alla fatica \u00e8 limitato. In condizioni di flessione e torsione, la distribuzione delle sollecitazioni \u00e8 concentrata nello strato superficiale. La sollecitazione residua formata dal trattamento superficiale e questa sollecitazione aggiuntiva vengono sovrapposte per ridurre la sollecitazione effettiva sulla superficie. Allo stesso tempo, grazie al rafforzamento dei materiali di superficie, la resistenza alla fatica in condizioni di flessione e torsione pu\u00f2 essere efficacemente migliorata.<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The fatigue strength of metal materials is very sensitive to various external and internal factors. External factors include the shape and size of the part, surface finish and service conditions, while internal factors include the composition of the material itself, organizational state, purity and residual stress. Subtle changes of these factors will cause fluctuations or…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21203,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/image-18-1.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21199"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21203"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21199"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21199"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21199"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}