Độ nhám bề mặt và nồng độ ứng suất: Độ nhám bề mặt đóng vai trò quan trọng trong khả năng chống mỏi của Rèn trục thép thành phẩm . Các bất thường như đỉnh và thung lũng trên bề mặt đóng vai trò là vị trí cho nồng độ ứng suất. Khi trục phải chịu tải hoặc rung động theo chu kỳ, các khu vực này sẽ trải qua các ứng suất cục bộ cao hơn. Điều này có thể dẫn đến sự khởi đầu của các vết nứt, đặc biệt là trong các chu kỳ ứng suất lặp đi lặp lại, làm giảm đáng kể tuổi thọ của trục. Một bề mặt mịn hơn giảm thiểu các nồng độ ứng suất này, dẫn đến sự phân bố đồng đều hơn của các tải trọng được áp dụng trên trục. Điều này làm giảm khả năng bắt đầu crack và thất bại mệt mỏi. Bề mặt càng mượt mà, tải trọng càng được chuyển, tăng cường khả năng của trục chịu đựng các ứng suất lặp đi lặp lại mà không bị nứt hay vỡ.
Đánh bóng và làm mịn bề mặt: Các quá trình sau rèn như đánh bóng hoặc gia công được thiết kế để làm mịn các khiếm khuyết bề mặt và giảm độ nhám. Bằng cách đánh bóng hoặc gia công bề mặt, các vi mô có thể đóng vai trò là điểm bắt đầu cho các vết nứt được giảm thiểu. Một bề mặt hoàn thiện tốt làm giảm khả năng hình thành vết nứt, vì nó loại bỏ các bất thường có thể đóng vai trò là điểm yếu. Các quy trình hoàn thiện chất lượng cao như mài và vỗ tay đảm bảo rằng trục thép có bề mặt đồng nhất và mịn, góp phần thêm vào sức mạnh mỏi được cải thiện.
Bề mặt cứng và bắn PEENE: Các quá trình như bắn PEENED và bề mặt cứng lại cải thiện đáng kể khả năng chống mỏi của các trục thép thành phẩm được rèn. Bắn peening liên quan đến việc bắn phá bề mặt của trục bằng phương tiện hình cầu nhỏ, trong đó đưa các ứng suất dư nén vào lớp bề mặt. Những ứng suất nén này phản đối các ứng suất kéo có xu hướng gây ra vết nứt và thất bại mệt mỏi. Bằng cách cải thiện hoàn thiện bề mặt và giới thiệu các ứng suất dư này, việc bắn peening làm tăng sức mạnh mỏi và mở rộng tuổi thọ hoạt động của trục. Các phương pháp điều trị cứng bề mặt như làm cứng cảm ứng hoặc làm cứng laser có thể tạo ra một lớp bên ngoài cứng chống hao mòn, trong khi lõi vẫn dễ dàng hơn, mang lại khả năng chống mỏi tốt hơn trong điều kiện tải động. Những phương pháp điều trị này giúp trục duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của nó ngay cả trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Các lớp oxit và lớp phủ: Lớp phủ bảo vệ như mạ crôm, lớp phủ niken hoặc phốt phát cung cấp một lớp bảo vệ bổ sung cho các trục thép thành phẩm được rèn. Những lớp phủ này không chỉ ngăn ngừa rỉ sét và ăn mòn, có thể làm suy giảm vật liệu theo thời gian, mà còn cung cấp một bề mặt mịn, chống mài mòn. Việc áp dụng các lớp phủ cũng có thể cải thiện khả năng chống mỏi, vì chúng làm giảm khả năng gây thiệt hại môi trường, chẳng hạn như quá trình oxy hóa, có thể dẫn đến sự khởi đầu vết nứt. Các lớp phủ bảo vệ đảm bảo rằng trục duy trì tính toàn vẹn bề mặt của nó, chống lại sự hao mòn do các yếu tố môi trường gây ra và do đó kéo dài tuổi thọ dịch vụ của nó. Lớp phủ cũng cung cấp sự bảo vệ chống lại các chất gây ô nhiễm và độ ẩm, làm tăng thêm độ bền và độ tin cậy của trục theo thời gian.
Tuổi thọ mệt mỏi và sức đề kháng tải theo chu kỳ: Một trong những mục tiêu chính của việc tinh chỉnh độ nhám bề mặt và áp dụng các phương pháp điều trị hoàn thiện thích hợp là cải thiện tuổi thọ mỏi của trục. Các trục thép thành phẩm được rèn thường được sử dụng trong các ứng dụng mà chúng bị tải theo chu kỳ, các chu kỳ ứng suất lặp lại có thể gây ra sự mệt mỏi vật liệu theo thời gian. Bằng cách giảm độ nhám bề mặt và tăng cường tính toàn vẹn của bề mặt thông qua đánh bóng, đánh bóng hoặc phủ, trục trở nên chống lại sự khởi đầu và lan truyền vết nứt hơn trong các điều kiện như vậy. Các phương pháp điều trị này mở rộng tuổi thọ mỏi của trục, cho phép nó xử lý nhiều chu kỳ căng thẳng hơn trước khi xảy ra thất bại. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ và máy móc hạng nặng, trong đó các trục trải qua điều kiện tải thường xuyên và đa dạng.
