탄소강 나사의 증가 된 인장 강도와 연성 감소 사이의 상충 관계는 무엇입니까?

탄소강 나사의 인장 강도 증가와 연성 감소 사이의 상충 관계는 특정 응용 분야의 나사를 선택할 때 중요한 요소입니다. 다음은이 두 속성이 상호 작용하는 방식과 성능에 대한 균형의 영향에 대한 고장입니다.

1. 인장 강도 대 연성 :
인장 강도는 파손되기 전에 스트레칭되거나 당기는 동안 물질이 견딜 수있는 최대 응력을 나타냅니다. 인장 강도가 높을수록 나사는 무거운 하중을 지니고 스트레스 하에서 변형에 저항 할 수 있습니다.
연성은 물질이 파손되지 않고 인장 응력 하에서 변형되는 능력입니다. 연성이 높은 재료는 에너지를 흡수하고 고장 전에 상당한 소성 변형을 겪을 수 있으며, 이는 갑작스럽고 부서지기 쉬운 골절을 방지하는 데 중요합니다.

2. 증가 된 인장 강도의 영향 :
하중 강도가 높을 수 있습니다. 인장 강도 증가가 가능합니다 탄소강 나사 실패하지 않고 더 높은 하중과 응력을 견딜 수 있습니다. 이는 나사가 건설, 자동차 또는 산업 기계와 같은 실질적인 기계적 힘을 견뎌야하는 중부 적용에서 특히 중요합니다.
부서지기 쉬운 거동 증가 : 그러나 인장 강도가 증가함에 따라 (특히 고 탄소 강에서), 재료는 소성 변형을 통해 응력을 흡수 할 수 없게됩니다. 이로 인해 연성이 감소하여 갑작스런 또는 충격 하중 조건 하에서 나사가 더욱 부서지기 쉬운 경우, 일부 응용 분야에서는 치명적일 수 있습니다.
피로 저항성 : 인장 강도가 높을수록 정적 하중에 대한 저항성을 향상시킬 수 있지만 때로는 순환 하중 환경에서 피로 저항을 줄일 수 있습니다. 이는 재료가 구부러 지거나 변형되지 않을 수 있기 때문에 응력 사이클이 반복 된 후에 실패 할 수 있기 때문입니다.

3. 연성 증가의 영향 :
골절에 대한 저항성 개선 : 연성이 높을수록 나사가 파손되지 않고 플라스틱으로 변형 될 수 있음을 의미합니다. 이는 나사가 동적 하중, 진동 또는 충격력을 가질 때 유리합니다. 연성 재료는 스냅보다는 "구부러지는"경향이 있으므로 변동하거나 예측할 수없는 응력을 포함하는 응용 분야에서 더 용서할 수 있습니다.
부하 용량이 낮아진 용량 : 연성은 갑작스런 골절을 방지하는 데 도움이되지만 인장 강도가 낮아집니다. 연성 나사는 높은 하중 하에서 영구 변형 (예 : 굽힘 또는 신장)을 경험할 가능성이 높아 스트레스가 많은 응용 분야에서 효과를 줄입니다. 이로 인해 스크류 무결성을 유지 해야하는 고도로 또는 무거운 부하 환경에 적합하지 않습니다.

4. 실제 고려 사항 :
적용 별 요구 사항 : 더 높은 인장 강도와 연성 사이의 선택은 크게 적용에 달려 있습니다. 예를 들어, 높은 하중 부유 용량과 강도가 가장 중요한 건축 또는 항공 우주에서는 인장 강도 (저 연성)가 높은 나사가 선호됩니다. 반대로, 진동 저항, 충격 하중 또는 안전성 (예 : 자동차 또는 기계 유지 보수)이 중요하며, 연성이 높은 나사와 인장 강도가 낮은 나사는 치명적인 고장을 방지하기 위해 사용됩니다.
온도 민감도 : 고온 또는 극저온 조건과 같은 극한 환경에서 인장 강도와 연성 사이의 균형이 더욱 중요 해집니다. 더 높은 온도에서는 인장 강도가 높은 재료가 변형에 대한 저항력을 잃어 연성을 줄이고 잠재적으로 고장을 초래할 수 있습니다. 반대로, 연성이 우수한 재료는 열 팽창과 수축을보다 효과적으로 처리 할 수 ​​있습니다.

5. 트레이드 오프 처리 :
열처리 : 열처리 과정은 인장 강도와 연성을 제어하는 ​​데 중요한 역할을합니다. 예를 들어:
담금질 및 템퍼링은 연성의 균형을 유지하면서 인장 강도를 증가시킬 수 있습니다.
기화는 표면 경도를 증가시켜 나사를 마모에 더 강하게 만들지 만 연성을 희생시킬 수 있습니다.
콜드 헤딩 대 뜨거운 단조 : 냉기 과정은 일반적으로 인장 강도가 높을 수 있지만 연성을 감소시킬 수 있지만 핫 포깅은 연성을 허용 할 수 있지만 인장 강도가 낮을 ​​수 있습니다.

6. 전반적인 트레이드 오프 요약 :
더 높은 인장 강도 = 하중 기반 능력이 높지만 충격 또는 변형을 흡수하는 능력이 감소했습니다 (취성 골절 위험).
더 높은 연성 = 더 나은 충격 저항, 스트레스 하에서 유연성이 많지만 하중 부하 용량이 낮고 하중 하중 변형 가능성