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影響進口軸承壽命的內在因素和控制方法

???發布時間:2018-06-10???來自:admin

進口軸承的早期失效形式,主要有破裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞,在正常條件下主要是接觸疲勞。進口軸承零件的失效除了服役條件之外,主要受鋼的硬度、強度、韌性、耐磨性、抗蝕性和內應力狀態制約。影響進口軸承壽命的內在因素和控制方法有如下幾項:  

1、淬火鋼中的馬氏體  

高碳鉻鋼原始組織為粒狀珠光體時,在淬火低溫回火狀態下,淬火馬氏體含碳量,明顯影響鋼的力學性能。強度、韌性在0.5%左右,接觸疲勞壽命在0.55%左右,抗壓潰能力在0.42%左右,當GCr15鋼淬火馬氏體含碳量為0.5%~0.56%時,可以獲得抗失效能力最強的綜合力學性能。  

2、淬火鋼中的殘留奧氏體  

高碳鉻鋼經正常淬火后,可含有8%~20%Ar(殘留奧氏體)。進口軸承零件中的Ar有利也有弊,為了興利除弊,Ar含量應適當。由于Ar量主要與淬火加熱奧氏體化條件有關,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量,較難正確反映Ar量對力學性能的影響。  

為此,固定奧氏條件,利用奧氏體體化熱穩定化處理工藝,以獲得不同Ar量,在此研究了淬火低溫回火后Ar含量對GCr15鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增多,硬度和接觸疲勞壽命均隨之而增加,達到峰值后又隨之而降低,但其峰值的Ar含量不同,硬度峰值出現在17%Ar左右,而接觸疲勞壽命峰值出現在9%左右。  

3、淬火鋼中的未溶碳化物  

淬火鋼中未溶碳化物的數量、形貌、大小、分布,既受到鋼的化學成分和淬火前原始組織的影響,又受奧氏體化條件的影響,有關未溶碳化物對進口軸承壽命的影響研究較少。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)與基體引起應力集中而產生裂紋,從而會降低韌性和疲勞抗力。淬火未溶碳化物除了自身對鋼的性能產生影響之外,還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及分布,從而對鋼的性能產生附加影響。  

因此淬火未溶碳化物過多對鋼的綜合力學性能和失效抗力是有害的。適當降低進口軸承鋼的含碳量是提高制件使用壽命的途徑之一。  

淬火未溶碳化物除了數量對材料性能有影響之外,尺寸、形貌、分布也對材料性能產生影響。為了避免進口軸承鋼中未溶碳化物的危害,要求未溶碳化物少(數量少)、小(尺寸小)、勻(大小彼此相差很小,而且分布均勻)、圓(每粒碳化物皆呈球形)。應該指出,進口軸承鋼淬火后有少量未溶碳化物是必要的,不僅可以保持足夠的耐磨性,而且也是獲得細晶粒隱晶馬氏體的必備條件。  

4、淬火回火后的殘留應力  

進口軸承零件經淬火低溫回火后,仍具有較大的內應力。零件中的殘留內應力有利和弊兩種狀態。鋼件熱處理后,隨著表面殘留壓應力的增大,鋼的疲勞強度隨之增高,反之表面殘留內應力為拉應力時,則使鋼的疲勞強度降低。因此,使進口軸承零件淬火回火后表面殘留較大的壓應力,也是提高使用壽命的措施之一。

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