De ce reducerea conținutului de oxigen nu poate îmbunătăți durata de viață la oboseală a oțelului pentru rulmenți? După analiză, se crede că motivul este că, după ce cantitatea de incluziuni de oxid este redusă, excesul de sulfură devine un factor nefavorabil care afectează durata de viață la oboseală a oțelului. Numai prin reducerea simultană a conținutului de oxizi și sulfuri, potențialul materialului poate fi exploatat pe deplin și durata de viață la oboseală a oțelului pentru rulmenți poate fi mult îmbunătățită.
Ce factori vor afecta durata de viață la oboseală a oțelului pentru rulmenți? Problemele de mai sus sunt analizate după cum urmează:
1. Efectul nitrururilor asupra vieții la oboseală
Unii cercetători au subliniat că atunci când se adaugă azot în oțel, fracția de volum a nitrururilor scade. Acest lucru se datorează reducerii dimensiunii medii a incluziunilor din oțel. Limitat de tehnologie, există încă un număr considerabil de particule de incluziune mai mici de 0,2 inch numărate. Tocmai existența acestor particule minuscule de nitrură are un impact direct asupra duratei de viață la oboseală a oțelului pentru rulmenți. Ti este unul dintre cele mai puternice elemente pentru a forma nitruri. Are o greutate specifică mică și este ușor de plutit. O parte din Ti rămâne în oțel pentru a forma incluziuni multi-unghiulare. Este posibil ca astfel de incluziuni să provoace concentrarea locală a tensiunilor și fisuri de oboseală, deci este necesar să se controleze apariția unor astfel de incluziuni.
Rezultatele testelor arată că conținutul de oxigen din oțel este redus la sub 20 ppm, conținutul de azot este crescut, dimensiunea, tipul și distribuția incluziunilor nemetalice sunt îmbunătățite, iar incluziunile stabile sunt reduse semnificativ. Deși particulele de nitrură din oțel cresc, particulele sunt foarte mici și sunt distribuite într-o stare dispersată la limita granulelor sau în interiorul bobului, ceea ce devine un factor favorabil, astfel încât rezistența și duritatea oțelului pentru rulmenți să fie bine potrivite, iar duritatea și rezistența oțelului sunt mult crescute. , în special efectul de îmbunătățire a vieții la oboseală de contact este obiectiv.
2. Efectul oxizilor asupra vieții la oboseală
Conținutul de oxigen din oțel este un factor important care afectează materialul. Cu cât conținutul de oxigen este mai mic, cu atât puritatea este mai mare și durata de viață nominală corespunzătoare este mai lungă. Există o relație strânsă între conținutul de oxigen din oțel și oxizi. În timpul procesului de solidificare a oțelului topit, oxigenul dizolvat din aluminiu, calciu, siliciu și alte elemente formează oxizi. Conținutul de incluziune de oxid este o funcție de oxigen. Pe măsură ce conținutul de oxigen scade, incluziunile de oxid vor scădea; conținutul de azot este același cu conținutul de oxigen și are, de asemenea, o relație funcțională cu nitrura, dar deoarece oxidul este mai dispersat în oțel, joacă același rol ca punctul de sprijin al carburii. , deci nu are niciun efect distructiv asupra duratei de viață la oboseală a oțelului.
Datorită existenței oxizilor, oțelul distruge continuitatea matricei metalice și deoarece coeficientul de dilatare al oxizilor este mai mic decât coeficientul de dilatare al matricei de oțel al rulmentului, atunci când este supus solicitărilor alternante, este ușor să se genereze concentrație de tensiuni și să devină originea oboselii metalice. Cea mai mare parte a concentrației de stres are loc între oxizi, incluziuni punctuale și matrice. Când tensiunea atinge o valoare suficient de mare, vor apărea fisuri, care se vor extinde și distrug rapid. Cu cât plasticitatea incluziunilor este mai mică și forma mai ascuțită, cu atât este mai mare concentrația de stres.
3. Efectul sulfurei asupra vieții la oboseală
Aproape tot conținutul de sulf din oțel există sub formă de sulfuri. Cu cât conținutul de sulf din oțel este mai mare, cu atât sulfura din oțel este mai mare. Cu toate acestea, deoarece sulfura poate fi bine înconjurată de oxid, influența oxidului asupra duratei de oboseală este redusă, astfel încât influența numărului de incluziuni asupra duratei de oboseală nu este absolut legată de natura, dimensiunea și distribuția incluziunile. Cu cât există mai multe incluziuni, cu atât durata de viață la oboseală trebuie să fie mai mică, iar alți factori de influență trebuie luați în considerare în mod cuprinzător. În oțelul pentru rulmenți, sulfurile sunt dispersate și distribuite într-o formă fină și sunt amestecate cu incluziuni de oxizi, care sunt greu de identificat chiar și prin metode metalografice. Experimentele au confirmat că, pe baza procesului inițial, creșterea cantității de Al are un efect pozitiv asupra reducerii oxizilor și sulfurilor. Acest lucru se datorează faptului că Ca are o capacitate de desulfurare destul de puternică. Incluziunile au un efect redus asupra rezistenței, dar sunt mai dăunătoare durității oțelului, iar gradul de deteriorare depinde de rezistența oțelului.
Xiao Jimei, un expert binecunoscut, a subliniat că incluziunile din oțel sunt o fază fragilă, cu cât fracția de volum este mai mare, cu atât duritatea este mai mică; cu cât dimensiunea incluziunilor este mai mare, cu atât duritatea scade mai repede. Pentru duritatea fracturii de clivaj, cu cât dimensiunea incluziunilor este mai mică și distanța dintre incluziuni este mai mică, cu atât duritatea nu numai că nu scade, ci crește. Este mai puțin probabil să apară fracturi de clivaj, crescând astfel rezistența la fracturi de clivaj. Cineva a făcut un test special: cele două loturi de oțel A și B aparțin aceluiași tip de oțel, dar incluziunile conținute în fiecare sunt diferite.
După tratarea termică, cele două loturi de oțeluri A și B au atins aceeași rezistență la tracțiune de 95 kg/mm', iar limitele de curgere ale oțelurilor A și B au fost aceleași. În ceea ce privește alungirea și reducerea suprafeței, oțelul B este puțin mai mic decât oțelul A este încă calificat. În urma testului de oboseală (încovoiere prin rotație), se constată că: Un oțel este un material cu durată lungă de viață cu o limită mare de oboseală; B este un material de scurtă durată cu o limită scăzută la oboseală. Când solicitarea ciclică a probei de oțel este puțin mai mare decât limita de oboseală a oțelului A, durata de viață a oțelului B este de numai 1/10 din oțelul A. Incluziunile din oțelul A și B sunt oxizi. În ceea ce privește cantitatea totală de incluziuni, puritatea oțelului A este mai slabă decât cea a oțelului B, dar particulele de oxid ale oțelului A sunt de aceeași dimensiune și distribuite uniform; oțelul B conține unele incluziuni de particule mari, iar distribuția nu este uniformă. . Acest lucru arată pe deplin că punctul de vedere al domnului Xiao Jimei este corect.
Ora postării: 25-iul-2022