粉末冶金齿轮制造中,因工艺特性,孔隙难以完全消除。这些孔隙对齿轮性能影响显著。那么,具体影响体现在哪大家知道吗?现在,正朗小编为你解答。
孔隙问题对粉末冶金齿轮的性能影响如下:
一、对强度和韧性的影响
应力集中降低强度:
受外力时,粉末冶金齿轮孔隙周围应力集中。当局部应力超屈服强度,材料塑性变形,形成裂纹。裂纹扩展到一定程度,齿轮断裂。研究表明,孔隙率每增加 1%,拉伸强度约降 5% - 10% 。汽车变速器齿轮在高扭矩、冲击力下,孔隙致强度降低易引发故障。
孔隙破坏粉末冶金齿轮材料连续性,受载时孔隙周围应力集中致裂纹产生。裂纹在载荷下扩展,因孔隙存在,裂纹易偏转、分支,消耗能量,韧性降低。孔隙率从 2% 增至 5%,冲击韧性可能降 30% - 50%,受冲击时易脆性断裂。
二、对疲劳寿命的影响
引发疲劳裂纹萌生:
交变载荷下,孔隙周围材料因应力集中反复塑性变形,内部位错运动、堆积,微观结构改变,在孔隙边缘或薄弱区形成疲劳裂纹。孔隙大小、形状、分布影响裂纹萌生,大、不规则、分布不均的孔隙更易引发。
疲劳裂纹萌生后,孔隙改变裂纹尖端应力状态,加剧应力集中,使扩展速度加快。同时,裂纹遇孔隙易偏转、分支,虽增加扩展难度,但消耗能量,最终加速断裂。孔隙率每增加 1%,疲劳寿命约降 10% - 20%。汽车变速器粉末冶金齿轮长期受交变载荷,孔隙致疲劳寿命缩短,易疲劳断裂。
综上所述,孔隙问题严重影响粉末冶金齿轮的强度、韧性和疲劳寿命,制约其在汽车变速器等领域的应用。优化齿轮内部结构、减少孔隙至关重要。
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