發布日期(qi):2025-12-06
為什(shí)麼降低氧含量不(bu)能提高軸承鋼疲(pi)勞壽命呢?在氧化(hua)物夾雜量降低以(yǐ)後,多餘的硫化物(wù)又成為影響鋼材(cái)疲勞壽命的不利(lì)因素。隻有同時降(jiàng)低氧化物和硫化(hua)物🈲含量,才能充分(fèn)挖掘材質潛力,大(da)幅🔴度提高軸承鋼(gāng)的疲勞壽命。
那哪(na)些因素影響軸承(chéng)鋼疲勞壽命呢?分(fèn)享如下:
1、氮化物對(duì)疲勞壽命的影響(xiang)
有的學者指出:鋼(gāng)中增氮,氮化物的(de)體積分數卻下降(jiàng),這是由于鋼中夾(jiá)雜物的平均尺寸(cun)減少的緣故㊙️,受技(jì)術所限,還有相當(dang)數🐆量的小于0.2in夾雜(zá)物顆粒未計算在(zài)内。恰恰是這些微(wei)小的氮化物顆粒(lì)的存在狀态,對軸(zhóu)承鋼的疲勞壽命(ming)有着直接影響。Ti是(shì)形成氮化物的最(zui)強元素之一,比重(zhòng)小,易上浮,還會有(yǒu)一部分Ti留在鋼中(zhong)🍉形成多棱角的夾(jia)雜物。這種夾雜物(wu)容易引起局部應(yīng)✔️力集中,産生疲勞(láo)裂紋,因此要控制(zhì)🐕此種夾雜物的産(chǎn)♋生。
試驗結果表明(ming):鋼中氧含量降至(zhì)20ppm以下,氮含量有所(suo)🛀🏻提高,非⭐金♊屬夾雜(za)物的大小、類型和(hé)分布狀态得到了(le)改善,穩定夾㊙️雜物(wu)有明顯的降低。鋼(gang)中氮化物顆粒雖(sui)然增多,但其顆粒(li)甚小,并于晶界或(huo)晶内呈彌散狀态(tài)分布,成為有💃利因(yin)素,使軸承鋼的💔強(qiáng)度和韌性得到了(le)良好配合,極大⭐地(di)增加鋼的硬度、強(qiáng)度,特别是接觸疲(pí)勞🍉壽命改善效果(guǒ)是客觀存在的。
2、氧(yang)化物對疲勞壽命(mìng)的影響
鋼中氧含(han)量是影響材質的(de)重要因素,氧含量(liang)越低其純潔度越(yuè)高,相對應的額定(ding)壽命就越長。鋼中(zhōng)氧含量和氧化物(wu)有着密切的關系(xi),鋼液在凝固過程(cheng)中,鋁、鈣👈、矽等元素(su)溶解的氧形🍓成氧(yǎng)化物。氧化物夾🏃雜(za)含量是⁉️氧的函數(shù)。随着氧含量的降(jiàng)低,氧化物夾🏒雜将(jiang)減少;氮‼️含量和氧(yǎng)含量一樣,同樣和(hé)氮化物存在函數(shu)關系🌈,但由于氧化(hua)物在鋼材中分布(bù)的較分♍散,起着和(hé)碳化物同樣作用(yòng)的支點作用,所以(yǐ)對鋼材疲勞壽命(ming)沒有起到破壞作(zuo)用。
鋼由于氧化物(wù)的存在,破壞了金(jin)屬基體的延續性(xing),又由于氧化物的(de)膨脹系數小于軸(zhóu)承鋼基體膨脹系(xì)數,當承受交變應(ying)力時,易于産生應(yīng)力集中,成為金屬(shǔ)疲勞的發源地。應(ying)力集中🛀🏻多數産生(shēng)在氧化物、點狀夾(jiá)雜🧡物和基體之間(jiān),當應力達到足夠(gòu)大時,就🙇🏻産生裂紋(wen),并迅速擴展而破(po)壞。夾雜物塑性越(yue)低,形❄️狀越尖棱,則(zé)應🔆力集中也就越(yue)大。
鋼中(zhong)硫含量幾乎全部(bù)以硫化物形态存(cún)在。鋼中硫含量增(zeng)高,則鋼中硫化物(wù)相應增高,但因硫(liu)化物能很好地包(bāo)圍在氧化物周圍(wéi),減少了氧化物對(dui)疲勞壽命的影響(xiǎng),所以夾雜物的數(shu)量對疲🔅勞壽命的(de)影響并不是絕對(dui)的,與夾雜物的性(xìng)質、大小和分布有(yǒu)關。個一定夾☎️雜物(wu)越多,疲勞壽命就(jiù)一定越低,必須綜(zōng)合考慮其他影響(xiǎng)因素。在軸承鋼中(zhong)硫化物呈細🙇♀️小狀(zhuàng)彌散分布,并👣且混(hùn)入氧化物夾雜之(zhi)中,即使采用金相(xiàng)方法也難以辨認(ren)。試驗證實:在原有(yǒu)工藝的基礎上,增(zēng)加Al量對降低氧化(huà)物﹑硫化物起到積(jī)極的作用。這是因(yin)為Ca具有相當強的(de)脫硫能力。夾雜物(wù)對強度影響甚微(wei),而對鋼的👈韌性危(wēi)害較大,其危害程(cheng)🏃🏻度又取決于鋼的(de)強度。
GCr15鋼的斷裂過(guò)程,根據斷口分析(xī)主要為解理和準(zhun)解理☁️斷裂機制🙇♀️。著(zhe)名專家肖紀美指(zhǐ)出:鋼中夾雜物是(shì)一種脆性相,體積(ji)分數愈高,韌性愈(yu)低;夾雜物的尺寸(cùn)愈大🙇♀️,韌性下降的(de)愈🤟快。對于解理斷(duàn)裂的韌性而言,夾(jia)雜物✂️的尺寸愈細(xi)小,夾雜物的間距(jù)愈小,則韌性不但(dan)不下降,反而提高(gāo),如果晶内脆性相(xiàng)排列較密,則可縮(suō)短位錯堆塞距離(lí),不易發生解理斷(duàn)裂,從而提高解理(li)斷裂強度。有🔅人專(zhuān)門做✏️過試驗:A、B兩批(pī)鋼材屬于同一鋼(gang)種,但✨是各自所含(han)夾雜物的情況不(bu)同。
經過熱處理,A、B兩(liang)批鋼材達到相同(tong)的抗拉強度95 kg/mm',A、B鋼材(cái)的屈服強度是一(yi)樣的。在延伸率和(hé)面縮率方面,B鋼👉材(cái)略低于A鋼材仍為(wei)合格。經疲勞試驗(yan)(旋轉彎曲)後發現(xiàn):A鋼材是長壽命材(cái),疲勞極限高;B鋼材(cai)為短壽命材,疲勞(láo)極限低。當鋼材試(shì)樣所受循環應力(li)略高于🌈A鋼材的疲(pí)勞極限時,B鋼材的(de)壽命隻有A鋼材的(de)1/10。A、B鋼材中的夾雜物(wu)均為氧化物。從夾(jia)雜物總量上看,A鋼(gāng)材的純淨度比B鋼(gang)材的純淨度更差(chà)一些,但A鋼材的氧(yǎng)化🌈物顆粒大小一(yī)緻,分布均勻;B鋼材(cai)含有一些大顆粒(lì)的夾雜物,分布也(yě)不均勻。這充分說(shuo)明肖紀美先生的(de)觀點是正确的。
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