粉末冶金齒輪制造中,因工藝特性,孔隙難以完全消除。這些孔隙對齒輪性能影響顯著。那么,具體影響體現(xiàn)在哪大家知道嗎?現(xiàn)在,正朗小編為你解答。
孔隙問題對粉末冶金齒輪的性能影響如下:
一、對強度和韌性的影響
應(yīng)力集中降低強度:
受外力時,粉末冶金齒輪孔隙周圍應(yīng)力集中。當局部應(yīng)力超屈服強度,材料塑性變形,形成裂紋。裂紋擴展到一定程度,齒輪斷裂。研究表明,孔隙率每增加 1%,拉伸強度約降 5% - 10% 。汽車變速器齒輪在高扭矩、沖擊力下,孔隙致強度降低易引發(fā)故障。
孔隙破壞粉末冶金齒輪材料連續(xù)性,受載時孔隙周圍應(yīng)力集中致裂紋產(chǎn)生。裂紋在載荷下擴展,因孔隙存在,裂紋易偏轉(zhuǎn)、分支,消耗能量,韌性降低??紫堵蕪?2% 增至 5%,沖擊韌性可能降 30% - 50%,受沖擊時易脆性斷裂。
二、對疲勞壽命的影響
引發(fā)疲勞裂紋萌生:
交變載荷下,孔隙周圍材料因應(yīng)力集中反復(fù)塑性變形,內(nèi)部位錯運動、堆積,微觀結(jié)構(gòu)改變,在孔隙邊緣或薄弱區(qū)形成疲勞裂紋??紫洞笮?、形狀、分布影響裂紋萌生,大、不規(guī)則、分布不均的孔隙更易引發(fā)。
疲勞裂紋萌生后,孔隙改變裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài),加劇應(yīng)力集中,使擴展速度加快。同時,裂紋遇孔隙易偏轉(zhuǎn)、分支,雖增加擴展難度,但消耗能量,最終加速斷裂??紫堵拭吭黾? 1%,疲勞壽命約降 10% - 20%。汽車變速器粉末冶金齒輪長期受交變載荷,孔隙致疲勞壽命縮短,易疲勞斷裂。
綜上所述,孔隙問題嚴重影響粉末冶金齒輪的強度、韌性和疲勞壽命,制約其在汽車變速器等領(lǐng)域的應(yīng)用。優(yōu)化齒輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)、減少孔隙至關(guān)重要。
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