軸承鋼疲勞的三點(diǎn)因素

軸承鋼固有質(zhì)量的綜合指標(biāo)是疲勞壽命。一些學(xué)者提出了一種觀點(diǎn)：降低氧含量并沒有大大改善軸承鋼的疲勞壽命。實(shí)際上，只有同時(shí)降低氧化物和硫化物的含量，才能充分挖掘材料的潛能，才能大大提高軸承鋼的疲勞壽命。

為什么降低氧含量不能改善軸承鋼的疲勞壽命？中國(guó)軸承網(wǎng)（簡(jiǎn)稱：中國(guó)軸網(wǎng)）分享了一個(gè)原因：減少氧化物夾雜物后，過量的硫化物已成為影響鋼疲勞壽命的不利因素。只有同時(shí)降低氧化物和硫化物的含量，才能充分挖掘材料的潛能，才能大大提高軸承鋼的疲勞壽命。

那么，哪些因素會(huì)影響軸承鋼的疲勞壽命？分享如下：

1.氮化物對(duì)疲勞壽命的影響

一些學(xué)者指出，鋼中氮化物的體積分?jǐn)?shù)增加，但氮化物的體積分?jǐn)?shù)減少。這是由于減少了鋼中夾雜物的平均尺寸。由于技術(shù)限制，仍然有相當(dāng)數(shù)量的夾雜物小于0.2in。算了。這些微小的氮化物顆粒的存在直接影響軸承鋼的疲勞壽命。 Ti是形成氮化物的最強(qiáng)元素之一。它的比重小，易于漂浮。 Ti的一部分將保留在鋼中以形成夾雜物。這種夾雜物容易引起局部應(yīng)力集中和疲勞裂紋，因此有必要控制這種夾雜物的產(chǎn)生。

試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼中的氧含量降低到20 ppm以下，氮含量增加，非金屬夾雜物的尺寸，類型和分布得到改善，穩(wěn)定的夾雜物顯著減少。盡管鋼中氮化物顆粒的數(shù)量增加，但它們的顆粒非常小，并且以分散狀態(tài)分布在晶界或晶粒內(nèi)，這成為一個(gè)有利因素，這使得軸承鋼的強(qiáng)度和韌性非常匹配，大大提高了鋼的硬度和強(qiáng)度。 ，尤其是接觸疲勞壽命的改善效果是客觀的。

2.氧化物對(duì)疲勞壽命的影響

鋼中的氧含量是影響材料的重要因素。氧含量越低，純度越高，相應(yīng)的額定壽命越長(zhǎng)。鋼中的氧含量與氧化物密切相關(guān)。在鋼水凝固過程中，溶解在鋁，鈣，硅和其他元素中的氧形成氧化物。氧化物夾雜物含量是氧的函數(shù)。隨著氧氣含量的減少，氧化物夾雜物將減少；氮含量與氧含量相同，并且與氮化物具有功能關(guān)系，但是由于氧化物更多地分散在鋼中，因此它們起著與碳化物支點(diǎn)相同的作用。 ，因此對(duì)鋼的疲勞壽命沒有破壞性影響。

由于存在氧化物，鋼會(huì)破壞金屬基體的連續(xù)性，并且由于氧化物的膨脹系數(shù)小于軸承鋼基體的膨脹系數(shù)，因此在交變應(yīng)力作用下，應(yīng)力集中很容易成為發(fā)源地。金屬疲勞。大多數(shù)應(yīng)力集中發(fā)生在氧化物，點(diǎn)狀?yuàn)A雜物和基體之間。當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂紋，裂紋會(huì)迅速膨脹并被破壞。夾雜物的可塑性越低，形狀越尖銳，應(yīng)力集中就越大。

3.硫化物對(duì)疲勞壽命的影響

鋼中幾乎所有的硫含量都以硫化物形式存在。鋼中的硫含量越高，鋼中的硫化物越高，但是由于硫化物可以被氧化物很好地包圍，從而減少了氧化物對(duì)疲勞壽命的影響，因此夾雜物的數(shù)量不會(huì)影響疲勞壽命。絕對(duì)地，它與夾雜物的性質(zhì)，大小和分布有關(guān)。夾雜物越多，疲勞壽命越低，必須綜合考慮其他影響因素。在軸承鋼中，硫化物以細(xì)小的形狀分布，并與氧化物夾雜物混合，即使使用金相方法也難以識(shí)別。試驗(yàn)證明，在原始工藝的基礎(chǔ)上，增加Al的量對(duì)減少氧化物和硫化物具有積極的作用。這是因?yàn)镃a具有相當(dāng)強(qiáng)的脫硫能力。夾雜物對(duì)強(qiáng)度的影響很小，但是對(duì)鋼的韌性的危害更大，并且危害程度取決于鋼的強(qiáng)度。

根據(jù)斷裂分析，GCr15鋼的斷裂過程主要是劈裂和準(zhǔn)劈裂斷裂機(jī)理。著名專家肖繼美指出：鋼中夾雜物是一種脆性相，體積分?jǐn)?shù)越高，韌性越低；鋼中夾雜物的脆性越小。夾雜物的尺寸越大，韌性降低的速度越快。對(duì)于解理斷裂的韌性，夾雜物的尺寸越小且夾雜物的間隔越小，則韌性不會(huì)降低，而會(huì)增加。如果晶體中的脆性相密集排列，則位錯(cuò)堆積距離可以縮短。分裂斷裂的可能性較小，從而增加了分裂斷裂的強(qiáng)度。有人做了一個(gè)特殊的實(shí)驗(yàn)：兩批鋼A和B屬于同一鋼種，但是它們包含不同的夾雜物。

熱處理后，兩批鋼材A和B達(dá)到相同的抗張強(qiáng)度95 kg / mm'，鋼材A和B的屈服強(qiáng)度相同。在延伸率和面積減小方面，B鋼略低于A鋼，但仍合格。經(jīng)過疲勞測(cè)試（旋轉(zhuǎn)彎曲），發(fā)現(xiàn)：鋼是具有高疲勞極限的長(zhǎng)壽命材料； B鋼是具有低疲勞極限的短壽命材料。當(dāng)鋼樣品的循環(huán)應(yīng)力略高于A鋼的疲勞極限時(shí)，B鋼的壽命僅為A鋼的1/10。 A和B鋼中的夾雜物是氧化物。就夾雜物的總量而言，A鋼的純度比B鋼的純度差，但是A鋼的氧化物顆粒具有相同的尺寸并且均勻地分布。 B鋼中含有一些大顆粒夾雜物，分布不均。 。這充分表明，肖集美先生的觀點(diǎn)是正確的。