As roscas usinadas em aço de alta resistência são mais suscetíveis a danos?

Eu tenho uma barra de aço ASTM A311-04 com 1,25 "de diâmetro e 1050 mm de diâmetro e exibe uma resistência à tração de 155.227 PSI. Normalmente, recebemos material na faixa de 13-133.000 PSI. A barra é usinada em uma rosca 5 / 8-18 UNF .

Experimentamos casos em que as roscas dessas peças usinadas são danificadas ao instalar uma porca de torque predominante. A porca é apertada manualmente e depois apertada com uma pistola pneumática. As roscas estão sendo arrancadas do eixo durante a instalação das porcas de torque prevalecentes. Esse é um fenômeno novo e parece estar centrado em torno de roscas usinadas em aço que possuem essa "alta" resistência à tração (155.227 PSI). As porcas e o processo de montagem foram descartados como causa raiz.

A resistência à tração do material pode criar uma situação em que as roscas se tornam suscetíveis a danos? Nos testes, parece que as roscas estão sendo puxadas para fora do eixo e incorporadas nas roscas da porca. A dureza é de 33 HRC, se for do seu interesse.

Primeiro, quero dizer que sou suspeito de que o material realmente seja ASTM A311 (embora eu não tenha uma cópia desse padrão disponível para verificação.) Olhando no Matweb, esse material é o mais próximo que encontrei nos 1050 aços . Essa pesquisa mostra alguns resultados, mas pelo que posso dizer do A311, é para barras trefiladas e aliviadas por estresse, mas não inclui barras temperadas e temperadas. A página da ASTM parece sugerir que A434 é para barras de perguntas e respostas. Então, meu primeiro pensamento é que seu fornecedor está fazendo algo estranho.

Independentemente de você ter ou não o material certo, como foi observado nos comentários, o aumento da força geralmente diminui a ductilidade. O material pode ceder com uma resistência maior, mas depois que cede, há menos alongamento antes das fraturas do material. Isso pode ser mais prevalente em situações em que existem concentradores de alto estresse, como roscas de parafuso. A mecânica da fratura é uma grande área confusa, mas a chave aqui é que um material mais frágil (menos dúctil) é menos resistente ao crescimento de trincas, porque não pode dissipar energia suficiente durante sua deformação.

No extremo, pense em um pedaço de vidro e um elástico. O vidro não se deforma tão facilmente, mas quando você começa a movê-lo, ele quebra com bastante facilidade. Um elástico se estende sem problemas, mas você deve esticá-lo muito mais antes de quebrar. Eu acho que é isso que você está vendo com seus tópicos. Tecnicamente, pode haver mais força lá, mas qualquer defeito no material o enfraquecerá mais do que um material menos forte e mais dúctil.

O problema descrito aqui parece irritante. É aqui que os fios correspondentes aderem um ao outro e rasgam pedaços da superfície, que então se cravam no fio, bloqueando-o completamente.

Os sintomas são de que a porca continuará bem por várias voltas e subitamente se agarra nas duas direções; nesse momento, geralmente é impossível removê-lo sem destruir as roscas e você costuma ver seções muito longas de uma rosca incorporadas na outra.

Alguns aços são mais suscetíveis do que outros, com o aço inoxidável sendo um agressor específico e o acabamento da rosca também é um fator, é o uso de chaves de impacto, etc. Portanto, uma mudança na especificação do aço pode indicar que o novo aço é mais suscetível à escoriações ou que possui diferentes propriedades de usinagem que afetam o acabamento da superfície.