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影響軸承壽數(shù)的要素及操控
來源:軸承網(wǎng) 時間:2014-06-17
滾動軸承的早期失效方式；首要有決裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲憊；在正常條件下首要是觸摸疲憊.軸承零件的失效除了執(zhí)役條件之外；首要受鋼的硬度、強(qiáng)度、耐性、耐磨性、抗蝕性和內(nèi)應(yīng)力狀況制約.影響這些功能和狀況的首要內(nèi)涵要素有如下幾項.
1。1、淬火鋼中的馬氏體
高碳鉻鋼原始安排為粒狀珠光體時；在淬火低溫回火狀況下；淬火馬氏體含碳量；顯著影響鋼的力學(xué)功能.強(qiáng)度、耐性在0。5%左右；觸摸疲憊壽數(shù)在0。55%左右；抗壓潰才能在0。42%左右；當(dāng)GCr15鋼淬火馬氏體含碳量為0。5%～0。56%時；能夠取得抗失效才能最強(qiáng)的歸納力學(xué)功能.
應(yīng)該指出；在這種情況下取得的馬氏體是隱晶馬氏體；測得的含碳量是均勻含碳量.實踐上；馬氏體中的含碳量在微區(qū)內(nèi)是不均勻的；接近碳化物周圍的碳濃度高于遠(yuǎn)離碳化物原鐵素體有些；因而它們開端發(fā)作馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度不一樣；然后按捺了馬氏體晶粒的長大和顯微形狀的顯現(xiàn)而成為隱晶馬氏體.它可防止高碳鋼淬火時易呈現(xiàn)的顯微裂紋；并且其亞布局為強(qiáng)度與耐性均高的位錯型板條狀馬氏體.因而；只有當(dāng)高碳鋼淬火時取得中碳隱晶馬氏體時軸承零件才能夠取得抗失效才能最佳的基體.
1。2、淬火鋼中的殘留奧氏體
高碳鉻鋼經(jīng)正常淬火后；可富含8%～20%Ar(殘留奧氏體).軸承零件中的Ar有利也有弊；為了興利除弊；Ar含量應(yīng)恰當(dāng).因為Ar量首要與淬火加熱奧氏體化條件有關(guān)；它的多少又會影響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數(shù)量；較難正確反映Ar量對力學(xué)功能的影響.為此；固定奧氏條件；使用奧氏體體化熱安穩(wěn)化處置工藝；以取得不一樣Ar量；在此研討了淬火低溫回火后Ar含量對GCr15鋼硬度和觸摸疲憊壽數(shù)的影響.跟著奧氏體含量的增多；硬度和觸摸疲憊壽數(shù)均隨之而添加；到達(dá)峰值后又隨之而下降；但其峰值的Ar含量不一樣；硬度峰值呈現(xiàn)在17%Ar左右；而觸摸疲憊壽數(shù)峰值呈現(xiàn)在9%左右.當(dāng)實驗載荷減小時；因Ar量增多對觸摸疲憊壽數(shù)的影響減小.這是因為當(dāng)Ar量不多時對強(qiáng)度下降的影響不大；而增韌的效果則比擬顯著.緣由是載荷較小時；Ar發(fā)作少數(shù)變形；既消減了應(yīng)力峰；又使已變形的Ar加工強(qiáng)化和發(fā)作應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變而強(qiáng)化.但如載荷大時；Ar較大的塑性變形與基領(lǐng)會部分發(fā)作應(yīng)力會集而決裂；然后使壽數(shù)下降.應(yīng)該指出；Ar的有利效果有必要是在Ar安穩(wěn)狀況之下；若是自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；將使鋼的耐性急劇下降而脆化.
1。3、淬火鋼中的未溶碳化物
淬火鋼中未溶碳化物的數(shù)量、描摹、巨細(xì)、散布；既遭到鋼的化學(xué)成分和淬火前原始安排的影響；又受奧氏體化條件的影響；有關(guān)未溶碳化物對軸承壽數(shù)的影響研討較少.碳化物是硬脆相；除了對耐磨性有利之外；承載時因會(特別是碳化物呈非球形)與基體導(dǎo)致應(yīng)力會集而發(fā)作裂紋；然后會下降耐性和疲憊抗力.淬火未溶碳化物除了本身對鋼的功能發(fā)作影響之外；還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及散布；然后對鋼的功能發(fā)作附加影響.為了提醒未溶碳化物對功能的影響；選用不一樣含碳量的鋼；淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量一樣而未溶碳化物含量不一樣的狀況；經(jīng)150℃回火后；因為馬氏體含碳量一樣；并且硬度較高；因而未溶碳化物少數(shù)增高對硬度增高值不大；反映強(qiáng)度和耐性的壓潰載荷則有所下降；對應(yīng)力會集靈敏的觸摸疲憊壽數(shù)則顯著下降.因而淬火未溶碳化物過多對鋼的歸納力學(xué)功能和失效抗力是有害的.恰當(dāng)下降軸承鋼的含碳量是進(jìn)步制件使用壽數(shù)的方法之一.
淬火未溶碳化物除了數(shù)量對資料功能有影響之外；尺度、描摹、散布也對資料功能發(fā)作影響.為了防止軸承鋼中未溶碳化物的損害；需求未溶碳化物少(數(shù)量少)、小(尺度小)、勻(巨細(xì)互相相差很.曳植季)、圓(每粒碳化物皆呈球形).應(yīng)該指出；軸承鋼淬火后有少數(shù)未溶碳化物是必要的；不只能夠堅持滿足的耐磨性；并且也是取得細(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件.
1。4、淬火回火后的殘留應(yīng)力
軸承零件經(jīng)淬火低溫回火后；仍具有較大的內(nèi)應(yīng)力.零件中的殘留內(nèi)應(yīng)力有利和弊兩種狀況.鋼件熱處置后；跟著外表殘留壓應(yīng)力的增大；鋼的疲憊強(qiáng)度隨之增高；反之外表殘留內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時；則使鋼的疲憊強(qiáng)度下降.這是因為零件的疲憊失效呈現(xiàn)在接受過大拉應(yīng)力的時分；當(dāng)外表有較大壓應(yīng)力殘存時；會抵消平等數(shù)值的拉應(yīng)力；而使鋼的實踐接受拉應(yīng)力數(shù)值減.蠱＠頹慷燃拗翟齦擼壞北礱嬗薪洗罄αΣ寫媸保換嵊氤惺艿睦αυ睪傻傭垢值氖導(dǎo)食惺艿睦αγ饗栽齟螅患詞蠱＠頹慷燃拗到檔.因而；使軸承零件淬火回火后外表殘留較大的壓應(yīng)力；也是進(jìn)步使用壽數(shù)的辦法之一(當(dāng)然過大的殘留應(yīng)力能夠?qū)е铝慵淖冃文酥灵_裂；應(yīng)給予滿足注重).
1。5、鋼的雜質(zhì)含量
鋼中的雜質(zhì)包含非金屬攙雜物和有害元素(酸溶)含量；它們對鋼功能的損害往往是彼此滋長的；如氧含量越高；氧化物攙雜物就越多.鋼中雜質(zhì)對力學(xué)功能和制件抗失效才能的影響與雜質(zhì)的類型、性質(zhì)、數(shù)量、巨細(xì)及形狀有關(guān)；但一般都有下降耐性、塑性和疲憊壽數(shù)的效果.
跟著攙雜物尺度的增大；疲憊強(qiáng)度隨之而下降；并且鋼的抗拉強(qiáng)度越高；下降趨勢加大.鋼中含氧量增高(氧化物攙雜增多)；曲折疲憊和觸摸疲憊壽數(shù)在高應(yīng)力效果下也隨之下降.因而；關(guān)于在高應(yīng)力下作業(yè)的軸承零件；下降制作用鋼的含氧量是必要的.一些研討標(biāo)明；鋼中的MnS攙雜物；因形狀呈橢球狀,并且能夠包裹損害較大的氧化物攙雜,故其對疲憊壽數(shù)下降影響較小乃至還能夠有利,故可從寬操控.
2、影響軸承壽數(shù)的資料要素的操控
為了使上述影響軸承壽數(shù)的資料要素處于最佳狀況；首要需求操控淬火前鋼的原始安排；能夠采納的技術(shù)辦法有：高溫(1050℃)奧氏體化速冷至630℃等溫正火取得偽共析細(xì)珠光體安排；或許冷至420℃等溫處置；取得貝氏體安排.也可選用鍛軋余熱疾速退火；取得細(xì)粒狀珠光體安排；以確保鋼中的碳化物細(xì)微和均勻散布.這種狀況的原始安排在淬火加熱奧氏體化時；除了溶入奧氏體中的碳化物外；未溶碳化物將集合成細(xì)粒狀.
當(dāng)鋼中的原始安排一守時；淬火馬氏體的含碳量(即淬火加熱后的奧氏體含碳量)、殘留奧氏體量和未溶碳化物量首要取決于淬火加熱溫度和堅持時刻；跟著淬火加熱溫度增高(時刻必定)；鋼中未溶碳化物數(shù)量削減(淬火馬氏體含碳量增高)、殘留奧氏體數(shù)量增多；硬度則先跟著淬火溫度的增高而添加；到達(dá)峰值后又跟著溫度的升高而下降.當(dāng)淬火加熱溫度一守時；跟著奧氏體化時刻的延伸；未溶碳化物的數(shù)量削減；殘留奧氏體數(shù)量增多；硬度增高；時刻較長時；這種趨勢減緩.當(dāng)原始安排中碳化物細(xì)微時；因碳化物易于溶入奧氏體；故使淬火后的硬度峰移向較低溫度和呈現(xiàn)在較短的奧氏體化時刻.
綜上所述；GCrl5鋼淬火后未溶碳化物在7%左右；殘留奧氏體在9%左右(隱晶馬氏體的均勻含碳量在0。55%左右)為最佳安排組成.并且；當(dāng)原始安排中碳化物細(xì).植季仁保輝誑煽康乜刂粕鮮鏊降南暈⒆櫓槌墑保揮欣諢竦酶叩淖酆狹ρ閱埽淮傭哂懈叩氖褂檬倜.應(yīng)該指出；具有細(xì)微彌散散布碳化物的原始安排；淬火加熱保溫時；未溶的細(xì)微碳化物會集合長大；使其粗化.因而；關(guān)于具有這種的原始安排軸承零件淬火加熱時刻不宜過長；選用疾速加熱奧氏體化淬火工藝；將可取得更高的歸納力學(xué)功能.
為了使軸承零件淬回火后外表殘留較大的壓應(yīng)力；可在淬火加熱時通入滲碳或滲氮的氣氛；進(jìn)行短時刻的外表滲碳或滲氮.因為這種鋼淬火加熱時奧氏體實踐含碳量不高；遠(yuǎn)低于相圖上示出的平衡濃度；因而能夠吸碳(或氮).當(dāng)奧氏體富含較高的碳或氮后；其Ms下降；淬火時表層較內(nèi)層和心部后發(fā)作馬氏體轉(zhuǎn)變；發(fā)作了較大的殘留壓應(yīng)力.GCrl5鋼以滲碳?xì)夥蘸头菨B碳?xì)夥占訜岽慊?均經(jīng)低溫回火)處置后,經(jīng)觸摸疲憊實驗?zāi)軌蚩闯觯煌獗頋B碳的壽數(shù)比未滲碳的進(jìn)步了1。5倍.其緣由就是滲碳的零件外表具有較大的殘留壓應(yīng)力.
3、定論
影響高碳鉻鋼滾動軸承零件使用壽數(shù)的首要資料要素及操控程度為：
(1)鋼在淬火前的原始安排中的碳化物需求細(xì)微、彌散.可選用高溫奧氏體化630℃、或420℃高溫,也可使用鍛軋余熱疾速退火工藝來完成.
(2)關(guān)于GCr15鋼淬火后；需求取得均勻含碳量為0。55%左右的隱晶馬氏體、9%左右Ar和7%左右呈勻、圓狀況的未溶碳化物的顯微安排.可使用淬火加熱溫度和時刻來操控得到這種顯微安排.
(3)零件淬火低溫回火后需求外表殘留有較大的壓應(yīng)力；這有助于疲憊抗力的進(jìn)步.可選用在淬火加熱時進(jìn)行外表短時刻滲碳或滲氮的處置工藝；使得外表殘留有較大的壓應(yīng)力.
(4)制作軸承零件用鋼；需求具有較高的純凈度；首要是削減O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量.可選用電渣重熔；真空鍛煉等技術(shù)辦法使資料含氧量≤15PPM為宜.
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