Prisutnost inkluzija ili mikroskopskih oštećenja u vijcima od nehrđajućeg čelika može značajno utjecati na njihovu otpornost na umor i ukupnu čvrstoću na sljedeće načine:
1. koncentracija stresa
Uključenosti, poput nemetalnih čestica (oksidi, sulfidi ili silikati) ili mikroskopske oštećenja (pore, pukotine ili praznine) djeluju kao koncentratori naprezanja. Ove nesavršenosti poremete ujednačen protok naprezanja na površini vijaka, koncentrirajući primijenjene sile oko uključivanja ili oštećenja. Ovo lokalizirano povećanje stresa može dovesti do:
Inicijacija pukotina: Koncentracije stresa mogu pokrenuti pukotine, posebno pod cikličkim opterećenjem ili fluktuirajućim naponima.
Pretvoreni neuspjeh umora: Pukotine koje započinju s uključenjima ili oštećenjima često su polazište za neuspjeh umora, što dovodi do širenja pukotina i eventualnog loma vijaka pod nižim razinama stresa nego što bi se očekivalo za vijak bez oštećenja.
2. Smanjena čvrstoća umora
Vijci od nehrđajućeg čelika obično su dizajnirani tako da izdrže opetovano utovar i istovar, što se vidi u aplikacijama visoke vibracije (npr. Automobilska, zrakoplovna). Međutim, inkluzije ili mikroskopske nedostatke slabe materijal, smanjujući njegovu čvrstoću umora. To rezultira u:
Donji život umora: Čak i manje nesavršenosti mogu drastično smanjiti broj ciklusa opterećenja koje vijak može izdržati prije neuspjeha.
Rani početak pucanja umora: Mali nedostaci služe kao polazište za pukotine, koje se brže šire pod cikličkim opterećenjem, što dovodi do ranijeg neuspjeha od vijaka bez takvih nedostataka.
3. Smanjena zatezna čvrstoća
Uključenosti i nedostaci također mogu utjecati na ukupnu čvrstoću zatezanja vijci od nehrđajućeg čelika , što je ključno za primjene u kojima su uključene visoke aksijalne sile. Učinak na vlačnu čvrstoću može se očitovati kao:
Lokalizirano slabljenje: Uključivanja ili mikroskopski oštećenja smanjuju sposobnost materijala da ravnomjerno obrađuje zatezanje opterećenja, uzrokujući da propada pri nižim razinama stresa nego što se očekivalo.
Gubitak duktilnosti: Neke uključivanja, posebno one s krhkim karakteristikama, smanjuju duktilnost nehrđajućeg čelika. Zbog toga je materijal manje sposoban da se plastično deformira prije neuspjeha, povećavajući vjerojatnost krhkih loma pod velikim opterećenjima.
4. Utjecaj na strukturni integritet
U okruženjima s visokim stresom, poput tlačnih posuda ili turbinskih motora, strukturni integritet vijaka od nehrđajućeg čelika je najvažniji. Prisutnost mikroskopskih oštećenja ili inkluzija:
Smanjuje život umora: to može biti posebno kritično u sigurnosno-kritičkim primjenama u kojima je potrebna dugotrajna izdržljivost.
Povećava rizik od neuspjeha u dinamičkom opterećenju: u primjenama s fluktuirajućom ili udarnim opterećenjima, ti nedostaci mogu dramatično povećati vjerojatnost neuspjeha, jer je sposobnost materijala da izdrži varijabilni stres ugrožena.
5. Otpornost na puzanje i korozija
U nekim slučajevima, inkluzije mogu negativno utjecati na otpornost na puzanje (otpornost na deformaciju pod konstantnim naponom pri visokim temperaturama) i korozijsku otpornost vijka od nehrđajućeg čelika. To može dodatno ugroziti njihov učinak u zahtjevnim okruženjima kao što su:
Povećana temperaturna primjena: oštećenja ili inkluzije mogu dovesti do lokaliziranog zagrijavanja i ubrzane oksidacije, smanjujući ukupnu čvrstoću materijala.
Inicijacija korozije: Uključivanja mogu stvoriti mjesta za početak korozije, posebno u okruženjima bogatim kloridom, što dovodi do pucanja korozije stresa (SCC) što pogoršava degradaciju materijala.
6. Kontrola testiranja i kvalitete
Da bi ublažili ove efekte, vijci od nehrđajućeg čelika podvrgnuti su rigoroznom pregledu i ispitivanju (npr. Korištenje ultrazvučnog ispitivanja, rendgenske inspekcije ili ispitivanja vrtložne struje) kako bi otkrili i uklonili bilo kakve štetne uključenosti ili nedostatke. Vijci su često podložni:
Testovi zatezanja: za procjenu njihovog nosivosti.
Testovi umora: Da bi se utvrdio broj ciklusa koje mogu izdržati prije neuspjeha.
Nerazorna ispitivanja (NDT): Identificirati unutarnje nedostatke koji bi mogli utjecati na snagu i otpornost na umor vijaka.
