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影響軸承壽數(shù)的資料要素及其操控
來源:海力軸承網(wǎng) 時(shí)間:2013-06-06
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(xiàng).
1 淬火鋼中的馬氏體
高碳鉻鋼原始安排為粒狀珠光體時(shí)；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(shí)；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(shí)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(shí)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(cuò)型板條狀馬氏體.因而；只有當(dāng)高碳鋼淬火時(shí)取得中碳隱晶馬氏體時(shí)軸承零件才能夠取得抗失效才能最佳的基體.
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?yàn)锳r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(shí)驗(yàn)載荷減小時(shí)；因Ar量增多對觸摸疲憊壽數(shù)的影響減小.這是因?yàn)楫?dāng)Ar量不多時(shí)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(shí)；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(shí)；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.
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(shí)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?yàn)轳R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）、.ǔ嘰縲.⒃齲ù笮”舜訟嗖詈芐.曳植季齲⒃玻苛Ｌ薊锝猿是蛐危.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(jiān)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.
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(shí)；則使鋼的疲憊強(qiáng)度下降.這是因?yàn)榱慵钠v失效呈現(xiàn)在接受過大拉應(yīng)力的時(shí)分；當(dāng)外表有較大壓應(yīng)力殘存時(shí)；會抵消平等數(shù)值的拉應(yīng)力；而使鋼的實(shí)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）.
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.
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(shí)；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(shí)；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(jiān)持時(shí)刻；跟著淬火加熱溫度增高（時(shí)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(shí)；跟著奧氏體化時(shí)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(shí)刻較長時(shí)；這種趨勢減緩.當(dāng)原始安排中碳化物細(xì)微時(shí)；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(shí)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�；磦蜻有高的使用寿�.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(shí)；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(shí)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(shí)通入滲碳或滲氮的氣氛；進(jìn)行短時(shí)刻的外表滲碳或滲氮.因?yàn)檫@種鋼淬火加熱時(shí)奧氏體實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩闯�；外表滲碳的壽數(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.
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(shí)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(shí)進(jìn)行外表短時(shí)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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