Felületi érdesség és feszültségkoncentráció: A felületi érdesség kritikus szerepet játszik a fáradtság ellenállásában Kovácsolt kész acél tengelyek - A szabálytalanságok, például a felületi csúcsok és völgyek, a stresszkoncentráció helyeként működnek. Amikor a tengelyt ciklikus terhelésnek vagy rezgéseknek vetik alá, ezeknek a területeknek a lokalizált feszültségei vannak. Ez a repedések megkezdéséhez vezethet, különösen az ismételt stresszciklusok esetén, jelentősen csökkentve a tengely élettartamát. A simább felület minimalizálja ezeket a feszültségkoncentrációkat, ami az alkalmazott terhelések egységesebb eloszlását eredményezi a tengelyen. Ez csökkenti a repedés kezdeményezésének és a fáradtság meghibásodásának valószínűségét. Minél simább a felület, annál egyenletesebben kerül át a terhelés, javítva a tengely képességét, hogy repedés vagy törés nélkül elviselje az ismételt feszültségeket.
Polizálás és felület simítása: Az utóforgálási folyamatokat, például a polírozást vagy a megmunkálást úgy tervezték, hogy megkönnyítsék a felületi hiányosságokat és csökkentsék az érdességet. A felület polírozásával vagy megmunkálásával a repedések kiindulási pontjaként szolgáló mikro-zavarások minimalizálódnak. A finoman elkészített felület csökkenti a repedésképződés valószínűségét, mivel eltávolítja a szabálytalanságokat, amelyek egyébként gyenge pontokként szolgálhatnak. A kiváló minőségű befejezési folyamatok, például a csiszolás és a csapás biztosítják, hogy az acél tengely egyenletes és sima felülete legyen, tovább hozzájárulva a jobb fáradtság szilárdságához.
Felületkeményítés és lövés peening: Az olyan folyamatok, mint a lövés és a felületi edzés, jelentősen javítják a kovácsolt kész acél tengelyek fáradtság ellenállását. A lövés magában foglalja a tengely felületének kis gömb alakú tápközeggel történő bombázását, amely nyomó maradék feszültségeket vezet be a felületi rétegbe. Ezek a kompressziós feszültségek ellenzik a szakító feszültségeket, amelyek általában repedéseket és fáradtsági hibákat okoznak. A felszíni felület javításával és ezeknek a maradék feszültségeknek a bevezetésével a lövés növeli a fáradtság szilárdságát és meghosszabbítja a tengely működési élettartamát. A felületi keményedéssel foglalkozó kezelések, például az indukciós edzés vagy a lézerkeményítés olyan edzett külső réteget hozhatnak létre, amely ellenáll a kopásnak, míg a mag továbbra is zavarba kerül, és jobb ellenállást kínál a fáradtsággal dinamikus terhelési körülmények között. Ezek a kezelések elősegítik a tengelyt, hogy megőrizzék szerkezeti integritását még szigorú munkakörülmények mellett.
Oxidrétegek és bevonatok: Védő bevonatok, például krómozott bevonat, nikkel bevonatok vagy foszfátok további védelmi rétegeket kínálnak a kovácsolt kész acél tengelyek számára. Ezek a bevonatok nemcsak megakadályozzák a rozsdát és a korróziót, amely idővel lebonthatja az anyagot, hanem sima, kopásálló felületet is biztosít. A bevonatok alkalmazása javíthatja a fáradtság -ellenállást is, mivel csökkentik a környezeti károsodások, például az oxidáció lehetőségét, ami repedés kezdeményezéséhez vezethet. A védőbevonatok biztosítják, hogy a tengely fenntartsa a felületi integritását, ellenállva a környezeti tényezők által okozott kopásnak, és ezáltal meghosszabbítja a szolgálati élettartamát. A bevonatok védelmet nyújtanak a szennyeződések és a nedvesség ellen is, ezáltal tovább növelve a tengely tartósságát és megbízhatóságát az idő múlásával.
A fáradtság élettartama és a ciklikus terhelési ellenállás: A felületi érdesség finomításának és a megfelelő befejezés kezelésének egyik legfontosabb célja a tengely fáradtságának javítása. A kovácsolt, kész acél tengelyeket gyakran használják olyan alkalmazásokban, ahol ciklikus terhelésnek vannak kitéve - ismételt stresszciklusok, amelyek idővel anyagi fáradtságot okozhatnak. A felületi érdesség csökkentésével és a felület integritásának fokozásával polírozás, peening vagy bevonat révén a tengely ellenállóbbá válik a repedések megindításához és a terjedéshez ilyen körülmények között. Ezek a kezelések meghosszabbítják a tengely fáradtságának élettartamát, lehetővé téve, hogy több feszültségciklusot kezeljen a meghibásodás előtt. Ez különösen fontos az olyan iparágakban, mint például az autóipar, az űr- és a nehéz gépek, ahol a tengelyek gyakori és változatos terhelési körülményeken mennek keresztül.
