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浅析影响法兰疲劳程度的因素有哪些?

  法兰在统一粗拙度的情况下,不同的钢种及不同的卷制方法其疲惫极限降低程度也不同,如热卷法兰降低程度就比热卷法兰小。实践表明镀镉可以大大进步法兰的疲惫极限。在高温前提下工作的法兰,要考虑采用耐热钢。

  法兰屈服强度材料的屈服强度和疲惫极限之间有一定的关系,一般来说,材料的屈服强度越高,疲惫强度也越高,因此,为了进步法兰的疲惫强度应想法进步法兰材料的屈服强度,或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。因此在计算法兰的疲惫强度时要考虑尺寸效应的影响。侵蚀对法兰疲惫强度的影响,不仅与法兰受变载荷的作用次数有关,而且与工作寿命有关。跟着表面粗拙度的增加,疲惫极限下降。所以设计计算受侵蚀影响的法兰时,应将工作寿命考虑进去。

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   存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲惫裂纹,法兰尺寸效应材料的尺寸愈大,因为各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲惫机能下降。材料表面粗拙度愈小,应力集中愈小,疲惫强度也愈高。在低于室温的前提下,钢的疲惫极限有所增加。法兰温度碳钢的疲惫强度,从室温到120℃时下降,从120℃到350℃又上升,温度高于350℃以后又下降,在高温时没有疲惫极限,对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等。

  法兰表面状态最大应力多发生在法兰材料的表层,所以法兰的表面质量对疲惫强度的影响很大。侵蚀介质法兰在侵蚀介质中工作时,因为表面产生点蚀或表面晶界被侵蚀而成为疲惫源,在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。由于钢制热卷法兰及其热处理加热时,因为氧化使法兰材料表面变粗拙和产生脱碳现象,这样就降低了法兰的疲惫强度。

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  在侵蚀前提下工作的法兰,为了保证其疲惫强度,可采用抗侵蚀机能高的材料,如不锈钢、非铁金属,或者表面加保护层,如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。都可以进步法兰的疲惫强度。材料表面粗拙度对疲惫极限的影响。对统一材料来说,细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。例如在淡水中工作的法兰钢,疲惫极限仅为空气中的10%~25%。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大进步钢材的质量。冶金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析,等等。法兰材料在轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成法兰疲惫断裂的原因。


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