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軸承鋼中夾雜物及碳化物對性能的影響

放大字體  縮小字體 發布日期:2015-08-13  瀏覽次數:270
 
關鍵詞: 軸承鋼 碳化物
核心提示:摘要:以高碳軸承鋼GCr15為例,軸承鋼的冶煉質量要求很高,不僅要嚴格控制硫、磷、氫等含量,而且要對非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況進行控制,往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產生的微裂紋擴展而成。研究指出,夾雜物的含量基本上決定了軸承鋼的接觸疲勞壽命,如圖1所示,軸承鋼的接觸疲勞壽命隨著單位體積內夾雜物長度的增加而呈指數級降低。一般認為,鋼中夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關,氧含量越高,夾雜物數量就越多,壽命就越短。隨著煉鋼潔凈度水平的不斷提高,軸承鋼中氧含量已經可以控制到5ppm,夾雜

軸承鋼中夾雜物及碳化物對性能的影響
       以高碳軸承鋼GCr15為例,軸承鋼的冶煉質量要求很高,不僅要嚴格控制硫、磷、氫等含量,而且要對非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況進行控制,往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產生的微裂紋擴展而成。研究指出,夾雜物的含量基本上決定了軸承鋼的接觸疲勞壽命,如圖1所示,軸承鋼的接觸疲勞壽命隨著單位體積內夾雜物長度的增加而呈指數級降低。一般認為,鋼中夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關,氧含量越高,夾雜物數量就越多,壽命就越短。隨著煉鋼潔凈度水平的不斷提高,軸承鋼中氧含量已經可以控制到5ppm,夾雜物的數量、尺寸及其分布大為改善。軸承鋼中碳化物的含量、分布及尺寸大小對軸承鋼的壽命也起著至關重要的影響。如圖2所示,隨著碳化物含量的降低,軸承鋼的接觸疲勞壽命隨著碳化物含量的減少呈指數級提高。通過圖2可以看出,碳化物含量對軸承鋼的接觸疲勞壽命起決定性作用。

       另外,研究結果還表明,夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻,使用壽命也越短。軸承鋼的化學成分控制、夾雜物與碳化物的顆粒大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質量密切相關。所以軸承鋼的未來發展方向之一就是降低鋼中夾雜物與碳化物的含量,減小夾雜物與碳化物的顆粒尺寸。鋼中碳化物主要來自于軸承鋼中的一次液析碳化物、二次網狀碳化物和三次共析碳化物。隨著高潔凈冶煉水平的應用,一次碳化物基本上可以消除。二次碳化物主要在過共析鋼中存在,需要通過控軋控冷或低溫軋制加以消除或減輕。而影響性能的三次碳化物則需要通過球化處理來加以控制,使得碳化物的顆粒細小和均勻分布。
 
 
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