En tant qu’élément de connexion clé dans les équipements mécaniques et les structures, la stabilité des performances des fixations est essentielle au bon fonctionnement et à la sécurité de l’ensemble de l’équipement. La résistance au fluage des fixations est particulièrement importante dans les environnements à haute température. La résistance au fluage des fixations se réfère à leur capacité à résister à la déformation plastique sous l’action de températures élevées. Dans les environnements à haute température, les fixations sont vulnérables à la dilatation thermique, à la fatigue thermique et à la corrosion à haute température, ce qui entraîne une diminution de leur résistance au fluage, ce qui affecte la sécurité et la stabilité de l’ensemble de l’équipement. L’étude de la résistance au fluage des assemblages à haute température revêt donc une grande importance pratique.
La résistance au fluage des fixations est étroitement liée à leur matériau, à leur construction et à leur procédé de fabrication. Le rapport de flèche est un paramètre important qui reflète la déformation plastique d’un matériau soumis à une charge statique, tandis que la fatigue thermique se réfère au phénomène de fissuration de fatigue d’un matériau soumis à une charge thermique cyclique. Dans les environnements à haute température, la résistance au fluage des fixations est principalement influencée par la dilatation thermique, la fatigue thermique et la corrosion à haute température.
Des matériaux représentatifs de fixation ont été utilisés dans cette expérience, y compris des aciers doux, moyens et élevés. Ces matériaux ont la bonne force et la stabilité dans l’environnement à haute température et peuvent répondre aux exigences expérimentales. L’équipement expérimental comprend une machine d’essai universelle et un four à haute température qui peuvent simuler des environnements à haute température à la température normale jusqu’à 600 ° c et effectuer des expériences d’exposition à la chaleur à long terme.
Avant le début de l’expérience, tous les échantillons ont été soumis à une analyse de la composition chimique, à une observation de la structure métallographique et à un essai de dureté pour assurer la consistance des propriétés des matériaux. Les éprouvettes sont ensuite placées dans un four à haute température, réchauffées à une température prédéterminée de 10 ° c /min et maintenues pendant un certain temps afin de simuler l’exposition à la chaleur des fixations en service réel. Au cours de l’expérience, les éprouvettes ont été soumises à des essais de traction et de compression sur une machine d’essai universelle, les courbes de contrainte et de déformation ont été enregistrées à différentes températures et les déformations observées. En même temps, afin de simuler les conditions de charge cyclique en service réel, les éprouvettes doivent également être traitées thermiquement au cours de l’expérience afin de simuler le processus de fatigue thermique à différentes températures.
Le tri et l’analyse des données expérimentales ont permis de tirer les conclusions suivantes:
Les aciers doux présentent la meilleure résistance au fluage à haute température, tandis que les aciers moyens et élevés présentent une résistance au fluage inférieure. Ceci est dû au fait que les aciers doux ont une structure de réseau plus simple et une faible force de liaison entre les atomes, de sorte qu’ils sont moins sensibles au fluage à haute température. Par contre, les aciers au carbone moyen et à haute teneur ont une structure de réseau plus complexe et des forces de liaison entre les atomes plus fortes, de sorte qu’ils sont sujets au fluage à haute température.
La limite d’élasticité et la résistance à la traction de tous les matériaux diminuent progressivement à mesure que la température augmente. Ceci est dû au fait qu’à haute température, les mouvements thermiques entre les atomes s’intensifient, ce qui entraîne une réduction des contraintes à l’intérieur du matériau et donc une diminution de la limite d’élasticité et de la résistance à la traction du matériau.
A la même température, les matériaux traités à la fatigue thermique ont une meilleure résistance au fluage que les matériaux non traités. Ceci est probablement dû au fait que le traitement thermique de la fatigue augmente les contraintes internes du matériau et donc sa résistance au fluage.
Au cours de cette expérience, la résistance au fluage des fixations soumises à des températures élevées a été étudiée et les conclusions suivantes ont été tirées:
La résistance au fluage des fixations à des températures élevées est étroitement liée à leur matériau. Les aciers doux ont une meilleure résistance au fluage, les aciers moyens et élevés ont une résistance au fluage plus faible.
La limite d’élasticité et la résistance à la traction des fixations diminuent progressivement à mesure que la température augmente.
Les fixations traitées à la fatigue thermique ont une meilleure résistance au fluage que les fixations non traitées.
Dans la pratique, les fixations doivent souvent fonctionner à des températures élevées pendant de longues périodes. Il est donc important d’améliorer leur résistance au fluage pour garantir la sécurité et la stabilité de l’équipement. Sur la base des résultats de cette expérience, les mesures suivantes peuvent être prises pour améliorer la résistance des assemblages au fluage:
Choix de matériaux présentant une meilleure résistance au fluage pour la fabrication des fixations, par exemple en acier doux.
Traitement thermique des fixations pour améliorer leur structure interne et augmenter leur résistance au fluage. Par exemple, des techniques de traitement de surface avancées telles que le traitement thermique sous vide ou la nitruration par plasma sont utilisées pour améliorer la dureté et la résistance à l’usure des fixations.
Au cours de la conception et de la fabrication, la taille et l’épaisseur des fixations doivent être réduites au minimum, ainsi que leur rigidité structurelle et leur stabilité, afin de réduire la probabilité et l’ampleur du fluage. Dans le même temps, il doit être raisonnable de choisir l’ajustement et la forme de soutien, réduire le degré de concentration de tension
