軸承(chéng)鋼内在質量的(de)綜合标志就是(shì)疲勞壽命,有學(xué)者提出觀點:降(jiang)低氧含量仍未(wei)起到大幅度提(tí)高軸承鋼疲勞(lao)壽命的作用。其(qi)實隻有同時降(jiang)低氧化物和硫(liu)化物含量♉,才能(néng)充分挖掘材質(zhì)潛❌力,大幅度提(ti)高軸承鋼的疲(pi)勞壽命。
為什麼(me)降低氧含量不(bú)能提高軸承鋼(gāng)疲勞壽命呢?在(zài)氧化物夾🔞雜量(liang)降低以後,多餘(yu)的硫化物又成(cheng)為影響☔鋼材❤️疲(pi)勞壽命的不利(lì)因素。隻有同時(shi)降低氧化物和(he)硫化物含量,才(cái)能充分挖掘材(cái)質潛力,大幅度(dù)提高軸承鋼的(de)疲勞壽命。
那哪(na)些因素影響軸(zhou)承鋼疲勞壽命(mìng)呢?分享如下:
1、氮(dan)化物對疲勞壽(shòu)命的影響
有的(de)學者指出:鋼中(zhōng)增氮,氮化物的(de)體積分數卻下(xia)降,這是㊙️由于鋼(gang)中夾雜物的平(ping)均尺寸減少的(de)緣故,受技術所(suǒ)限,還有相當數(shu)量的小于0.2in夾雜(za)物顆粒未計算(suan)在内。恰恰✊是這(zhè)些微小的氮化(huà)物顆粒的存在(zai)狀态,對軸承鋼(gāng)的疲勞壽命有(yǒu)✌️着直接影響。Ti是(shi)形成氮化物的(de)最強元素之一(yi),比重小,易上✨浮(fú),還會有一部分(fen)Ti留在鋼中形成(chéng)多棱角的夾雜(za)物。這種夾雜物(wù)容易引起局部(bù)應力集中👄,産生(shēng)疲勞裂紋,因此(ci)要控制此種夾(jia)雜物的産生。
試(shi)驗結果表明:鋼(gāng)中氧含量降至(zhi)20ppm以下,氮含量有(yǒu)所提高,非金屬(shǔ)夾雜物的大小(xiao)、類型和分布狀(zhuang)态得到了改善(shàn),穩定夾雜物有(yǒu)明顯的降低。鋼(gāng)中氮化物顆🈲粒(lì)雖然🍓增多,但其(qi)顆粒甚小,并于(yu)晶界或晶内呈(cheng)彌散狀态分布(bù),成為有利因素(sù),使🏃♂️軸承鋼的強(qiang)度和韌性得到(dao)了良好配合,極(ji)大地增加鋼的(de)硬度、強度,特🔞别(bié)是接觸疲❗勞壽(shou)命改善效果是(shì)客觀存在的。
2、氧(yang)化物對疲勞壽(shou)命的影響
鋼中(zhong)氧含量是影響(xiǎng)材質的重要因(yīn)素,氧含量越低(dī)其純潔度越高(gao),相對應的額定(ding)壽命就越長。鋼(gāng)中氧含量和氧(yǎng)化物有着密切(qie)🏃的關系,鋼液在(zài)凝固過程中,鋁(lǚ)、鈣、矽等元‼️素溶(rong)解的氧形成氧(yǎng)化物。氧化物夾(jia)雜含量是氧的(de)函數。随着氧含(hán)量的降低,氧化(hua)物夾👅雜将減少(shǎo);氮含量和氧含(hán)量一樣,同樣和(hé)氮化物存在函(hán)數關系,但由于(yú)氧化物在鋼材(cái)中分布的較分(fèn)散,起着和碳化(huà)物同樣作用的(de)支點㊙️作用,所以(yi)對鋼🌈材疲勞壽(shòu)命沒有起到破(pò)壞作用。
鋼由于(yú)氧化物的存在(zài),破壞了金屬基(ji)體的延續性,又(you)🈲由于氧化物的(de)膨脹系數小于(yú)軸承鋼基體膨(péng)脹系數,當承🍉受(shòu)交變應力時,易(yi)于産生應力集(jí)中,成為金屬疲(pi)勞的發源地。應(yīng)👣力集中👈多數産(chan)生在氧化物、點(dian)狀夾雜物和基(jī)體‼️之間,當應力(lì)達到足夠大時(shí),就産生裂紋,并(bìng)迅速擴展而破(pò)壞。夾雜物塑性(xing)越低,形狀越尖(jian)棱,則應⛷️力集中(zhong)也就越大。
3、硫化(huà)物對疲勞壽命(ming)的影響
鋼中硫(liú)含量幾乎全部(bu)以硫化物形态(tài)存在。鋼中硫含(han)🎯量增♊高,則鋼中(zhong)硫化物相應增(zēng)高,但因硫化物(wù)能很好地包圍(wei)在氧化🤟物周圍(wéi),減少了氧化物(wù)對疲勞🍓壽命的(de)影響,所以夾雜(za)物的數🈲量對疲(pí)勞壽命的影響(xiang)并不是絕對的(de),與夾雜物的♊性(xìng)質、大小和分布(bu)有關。個一定夾(jiá)雜物越多,疲勞(láo)壽命就一定越(yuè)低,必須✔️綜合考(kǎo)慮其他影響因(yin)素。在軸承鋼中(zhōng)硫化物呈細小(xiǎo)狀彌散🏃♂️分布,并(bing)✊且混入👣氧化物(wù)夾雜之中,即使(shǐ)采用金相方法(fa)也難以辨認。試(shì)驗證實:在原有(yǒu)工藝的基礎上(shàng),增加Al量對降低(dī)氧化物﹑硫化物(wu)起到積極的作(zuo)用。這是因為Ca具(jù)有相當強的脫(tuo)硫能力。夾雜物(wù)對強度影響甚(shen)微,而對鋼的🤟韌(rèn)❓性危害較大,其(qi)危害程🌈度又取(qǔ)決于鋼的強度(du)。
GCr15鋼的斷裂過程(cheng),根據斷口分析(xi)主要為解理和(hé)準解理斷裂機(jī)制。著名專家肖(xiāo)紀美指出:鋼中(zhōng)夾雜物是一種(zhǒng)脆性🔞相,體📧積分(fèn)🔞數愈高,韌性愈(yu)低;夾雜物的尺(chi)寸愈大,韌性下(xià)降的愈快。對于(yu)解理斷裂的韌(rèn)性而言,夾雜物(wu)的尺寸愈細小(xiao),夾雜物的間距(jù)愈小,則韌✉️性不(bú)但不下降,反而(ér)提高,如果晶内(nei)脆🔱性相排列較(jiào)密,則可縮短位(wei)錯堆塞距離,不(bú)✂️易發生解理斷(duan)裂,從而提高解(jie)理斷裂強度。有(you)㊙️人專門做過試(shi)驗:A、B兩批鋼材💃屬(shǔ)于同一鋼種,但(dan)是各自所含夾(jiá)雜物的情況不(bú)同。
經過熱處理(lǐ),A、B兩批鋼材達到(dào)相同的抗拉強(qiang)度95 kg/mm',A、B鋼材🍓的屈服(fú)強度是一樣的(de)。在延伸率和面(mian)縮率方面,B鋼💞材(cai)略低于A鋼材仍(reng)為合格。經疲勞(lao)試驗(旋轉彎曲(qu))後發現:A鋼材是(shi)長壽命材🌈,疲勞(lao)極❗限高;B鋼材為(wéi)短壽命💞材,疲勞(láo)極限低。當鋼材(cái)試樣所受循環(huán)應🈚力略高于A鋼(gāng)材的疲勞極限(xian)時,B鋼材的壽命(mìng)隻有A鋼材的1/10。A、B鋼(gang)材中的夾雜物(wu)均為氧化物。從(cong)夾雜物總量上(shàng)看💃🏻,A鋼材的純淨(jing)度比B鋼材的純(chun)淨度更差一些(xie),但A鋼材的氧化(hua)🈚物顆粒大小一(yi)緻,分布均勻;B鋼(gāng)材含㊙️有一些大(dà)顆粒的夾雜物(wu),分布也不均勻(yun)。這充分說明肖(xiāo)紀⭐美先📞生的觀(guān)點是正确的。