82B è un acciaio per molle ad alto-carbonio caratterizzato da elevata resistenza e durezza, ma è altamente sensibile a inclusioni, segregazione, difetti superficiali, stress residuo e fattori ambientali. Il cedimento della molla solitamente non è causato da un singolo fattore, ma è il risultato combinato di materiali, processi di produzione e condizioni operative. Oggi parleremo dell'ottava fase: Condizioni di carico: guasto meccanico puro.

8. Condizioni di carico: puro guasto meccanico

8.1 Frattura da fatica

• Problema: la molla sopporta carichi ciclici per un lungo periodo e l'ampiezza della sollecitazione supera l'intervallo consentito del materiale o del design.
• Meccanismo: i carichi ciclici causano l'avvio di microfessurazioni in difetti superficiali, inclusioni o aree ad alto-stress. La fessura si propaga leggermente ad ogni ciclo e alla fine la sezione trasversale rimanente-non riesce a sopportare il carico e si spezza istantaneamente.
• Conseguenze:

Frattura entro la durata nominale

La superficie della frattura mostra la zona di propagazione della fatica e la zona di frattura istantanea

Tempi di inattività del sistema

Rischi per la sicurezza

8.2 Rilassamento dello stress e deformazione permanente

• Problema: la molla è in uno stato di compressione elevata per lungo tempo oppure lo stress di esercizio è vicino al limite di snervamento.
• Meccanismo: le dislocazioni all'interno del materiale si muovono lentamente e parte della deformazione elastica si trasforma in deformazione plastica irrecuperabile, provocando la diminuzione del carico nel tempo.
• Conseguenze:

L'altezza libera si riduce

Attenuazione della forza della molla

Perdita di forza di precarico

Fallimento dell'azione del meccanismo

8.3 Frattura da sovraccarico da impatto

• Problema: in condizioni di lavoro si verificano carichi d'urto istantanei che superano i valori di progettazione.
• Meccanismo: 82B ha un'elevata resistenza ma una tenacità limitata. Il carico d'impatto agisce per un breve periodo e l'energia è concentrata. Il materiale non può assorbire l'energia dell'impatto attraverso la deformazione plastica ed è soggetto a fratture fragili.
• Conseguenze:

Scatto istantaneo

Parti che volano via

Danni ai componenti periferici

Pericoli per la sicurezza

8.4 Risonanza e amplificazione dello stress dinamico

• Problema: La frequenza di lavoro è vicina alla frequenza naturale della molla.
• Meccanismo: la risonanza aumenterà l'ampiezza della molla e lo stress dinamico effettivo è molto superiore allo stress statico di progettazione. Tra le bobine possono verificarsi collisioni, scontri tra le bobine o attriti locali.
• Conseguenze:

La primavera si riscalda

Danni superficiali

Propagazione accelerata delle cricche da fatica

Rapido calo delle prestazioni

8.5 Propagazione delle microfessure superficiali

• Problema: piccoli graffi, rientranze o crepe lasciati durante la formatura o la lavorazione.
• Meccanismo: sotto carico ciclico puramente meccanico, lo stress si concentra nella parte inferiore del difetto superficiale e la punta della fessura si apre e si chiude ripetutamente, espandendosi gradualmente verso l'interno.
• Conseguenze:

Frattura precoce per fatica

La frattura inizia da una posizione fissa

Difetti simili portano a fallimenti dei lotti