Sind aus hochfestem Stahl gefertigte Gewinde anfälliger für Beschädigungen?

Ich habe eine runde 1050-Stahlstange ASTM A311-04 mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll, die eine Zugfestigkeit von 155.227 PSI aufweist. Normalerweise erhalten wir Material im Bereich von 13-133.000 PSI. Die Stange wird zu einem 5 / 8-18-UNF-Gewinde bearbeitet .

Wir haben Fälle erlebt, in denen die Gewinde dieser bearbeiteten Teile beim Einbau einer vorherrschenden Drehmomentmutter beschädigt werden. Die Mutter wird von Hand angezogen und dann mit einer Druckluftpistole festgezogen. Während des Einbaus der vorherrschenden Drehmomentmuttern werden Gewinde von der Welle abgebrochen. Dies ist ein neues Phänomen und scheint sich um in Stahl gefertigte Gewinde mit dieser "hohen" Zugfestigkeit (155.227 PSI) zu konzentrieren. Der Muttern- und Montageprozess wurde als Grundursache ausgeschlossen.

Könnte die Materialzugfestigkeit zu einer Situation führen, in der die Gewinde anfällig für Beschädigungen werden? In Tests sieht es so aus, als würden die Gewinde von der Welle abgezogen und in die Gewinde der Mutter eingebettet. Die Härte beträgt 33 HRC, wenn dies von Interesse ist.

Zunächst möchte ich sagen, dass ich den Verdacht habe, dass es sich bei diesem Material tatsächlich um ASTM A311 handelt (obwohl ich keine Kopie dieses Standards zur Überprüfung zur Verfügung habe). Mit Blick auf Matweb ist dieses Material das nächste, das ich in den 1050-Stählen gefunden habe . Diese Suche führt zu einigen Ergebnissen, aber nach dem, was ich über A311 sagen kann, handelt es sich um kaltgezogene und stressfreie Stäbe, jedoch nicht um vergütete Stäbe. Die Seite von ASTM scheint darauf hinzudeuten, dass A434 für Q & T-Bars gedacht ist. Mein erster Gedanke ist also, dass Ihr Lieferant etwas Seltsames tut.

Unabhängig davon, ob Sie das richtige Material haben oder nicht, wie in den Kommentaren erwähnt, verringert eine Erhöhung der Festigkeit im Allgemeinen die Duktilität. Das Material kann bei einer höheren Festigkeit nachgeben, aber nachdem es nachgibt, gibt es weniger Dehnung, bevor das Material bricht. Dies kann häufiger in Situationen auftreten, in denen Konzentratoren mit hoher Spannung vorhanden sind, z. B. Schraubengewinde. Die Bruchmechanik ist ein großer unordentlicher Bereich, aber der Schlüssel hier ist, dass ein spröderes (weniger duktiles) Material weniger widerstandsfähig gegen Risswachstum ist, da es während seiner Verformung nicht genügend Energie abführen kann.

Denken Sie im Extremfall an ein Stück Glas und ein Gummiband. Glas verformt sich nicht so leicht, aber sobald Sie anfangen, es zu bewegen, bricht es ziemlich leicht. Ein Gummiband dehnt sich problemlos, aber Sie müssen es viel weiter dehnen, bevor es bricht. Ich denke, das sehen Sie mit Ihren Threads. Es mag dort technisch mehr Festigkeit geben, aber jegliche Defekte im Material schwächen es mehr als ein weniger starkes, duktileres Material.

Das hier beschriebene Problem klingt nach Ärger. Hier haften die Gegengewinde aneinander und reißen Stücke aus der Oberfläche heraus, die sich dann in das Gewinde einklemmen und es vollständig verriegeln.

Die Symptome sind, dass die Mutter einige Umdrehungen lang gut läuft und sich sehr plötzlich in beide Richtungen festsetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist es normalerweise unmöglich, sie zu entfernen, ohne die Gewinde zu zerstören, und Sie sehen oft ziemlich lange Abschnitte eines Gewindes, die in das andere eingebettet sind.

Einige Stähle sind anfälliger als andere, wobei Edelstahl ein besonderer Übeltäter ist und die Oberflächenbeschaffenheit des Gewindes auch die Verwendung von Schlagschraubern usw. beeinflusst. Eine Änderung der Stahlspezifikation könnte daher darauf hinweisen, dass der neue Stahl anfälliger für Abrieb ist oder dass es unterschiedliche Bearbeitungseigenschaften hat, die sich auf die Oberflächenbeschaffenheit auswirken.