Dlaczego zmniejszenie zawartości tlenu nie może poprawić trwałości zmęczeniowej stali łożyskowej? Po analizie uważa się, że powodem jest to, że po zmniejszeniu ilości wtrąceń tlenkowych nadmiar siarczku staje się niekorzystnym czynnikiem wpływającym na trwałość zmęczeniową stali. Tylko poprzez jednoczesne zmniejszenie zawartości tlenków i siarczków można w pełni wykorzystać potencjał materiału i znacznie poprawić trwałość zmęczeniową stali łożyskowej.
Jakie czynniki będą miały wpływ na trwałość zmęczeniową stali łożyskowej? Powyższe problemy analizuje się w następujący sposób:
1. Wpływ azotków na trwałość zmęczeniową
Niektórzy uczeni zwracają uwagę, że po dodaniu azotu do stali zmniejsza się udział objętościowy azotków. Dzieje się tak na skutek zmniejszenia się średniej wielkości wtrąceń w stali. Ograniczona technologią, nadal zliczana jest znaczna liczba cząstek wtrąceń mniejszych niż 0,2 cala. To właśnie istnienie tych maleńkich cząstek azotku ma bezpośredni wpływ na trwałość zmęczeniową stali łożyskowej. Ti jest jednym z najsilniejszych pierwiastków tworzących azotki. Ma mały ciężar właściwy i łatwo się unosi. Część Ti pozostaje w stali, tworząc wielokątne wtrącenia. Wtrącenia takie mogą powodować lokalną koncentrację naprężeń i pęknięcia zmęczeniowe, dlatego należy kontrolować ich występowanie.
Wyniki badań wykazały, że zawartość tlenu w stali zmniejsza się do wartości poniżej 20 ppm, zwiększa się zawartość azotu, poprawia się wielkość, rodzaj i rozmieszczenie wtrąceń niemetalicznych, a wtrącenia trwałe ulegają znacznej redukcji. Chociaż cząstki azotku w stali zwiększają się, cząstki te są bardzo małe i rozmieszczone w stanie rozproszonym na granicy ziaren lub w ziarnach, co staje się czynnikiem sprzyjającym, tak że wytrzymałość i udarność stali łożyskowej są dobrze dopasowane, a twardość i wytrzymałość stali są znacznie zwiększone. , zwłaszcza efekt poprawy trwałości zmęczeniowej kontaktu jest obiektywny.
2. Wpływ tlenków na trwałość zmęczeniową
Zawartość tlenu w stali jest ważnym czynnikiem wpływającym na materiał. Im niższa zawartość tlenu, tym wyższa czystość i dłuższa żywotność znamionowa. Istnieje ścisły związek pomiędzy zawartością tlenu w stali i tlenkami. Podczas procesu krzepnięcia roztopionej stali rozpuszczony tlen glinu, wapnia, krzemu i innych pierwiastków tworzy tlenki. Zawartość wtrąceń tlenkowych jest funkcją tlenu. Wraz ze spadkiem zawartości tlenu, wtrącenia tlenkowe będą się zmniejszać; zawartość azotu jest taka sama jak zawartość tlenu i ma również funkcjonalny związek z azotkiem, ale ponieważ tlenek jest bardziej rozproszony w stali, odgrywa on tę samą rolę co punkt podparcia węglika. , więc nie ma destrukcyjnego wpływu na trwałość zmęczeniową stali.
Ze względu na obecność tlenków stal niszczy ciągłość osnowy metalu, a ponieważ współczynnik rozszerzalności tlenków jest mniejszy od współczynnika rozszerzalności osnowy stali łożyskowej, poddana naprężeniom przemiennym łatwo jest wygenerować koncentrację naprężeń i stać się Pochodzenie zmęczenia metalu. Większość koncentracji naprężeń występuje pomiędzy tlenkami, wtrąceniami punktowymi i osnową. Gdy naprężenie osiągnie odpowiednio dużą wartość, pojawią się pęknięcia, które szybko się rozszerzą i zniszczą. Im mniejsza plastyczność wtrąceń i im ostrzejszy kształt, tym większa koncentracja naprężeń.
3. Wpływ siarczków na trwałość zmęczeniową
Prawie cała zawartość siarki w stali występuje w postaci siarczków. Im wyższa zawartość siarki w stali, tym wyższa zawartość siarczków w stali. Jednakże, ponieważ siarczek może być dobrze otoczony tlenkiem, wpływ tlenku na trwałość zmęczeniową jest zmniejszony, więc wpływ liczby wtrąceń na trwałość zmęczeniową nie jest bezwzględnie powiązany z naturą, wielkością i rozkładem inkluzje. Im więcej pewnych wtrąceń, tym niższa musi być trwałość zmęczeniowa i należy kompleksowo uwzględnić inne czynniki wpływające. W stali łożyskowej siarczki są rozproszone i rozmieszczone w drobnym kształcie oraz zmieszane z wtrąceniami tlenkowymi, które są trudne do zidentyfikowania nawet metodami metalograficznymi. Doświadczenia potwierdziły, że na podstawie autorskiego procesu zwiększenie ilości Al wpływa korzystnie na redukcję tlenków i siarczków. Dzieje się tak, ponieważ Ca ma dość silną zdolność odsiarczania. Wtrącenia mają niewielki wpływ na wytrzymałość, ale są bardziej szkodliwe dla wytrzymałości stali, a stopień uszkodzenia zależy od wytrzymałości stali.
Znany ekspert Xiao Jimei zwrócił uwagę, że wtrącenia w stali są fazą kruchą, im większy udział objętościowy, tym niższa udarność; im większy rozmiar wtrąceń, tym szybciej spada wytrzymałość. W przypadku odporności na pękanie rozszczepiające, im mniejszy jest rozmiar wtrąceń i im mniejszy jest odstęp wtrąceń, tym twardość nie tylko nie maleje, ale wzrasta. Prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięcia rozszczepialnego jest mniejsze, co zwiększa wytrzymałość na pękanie. Ktoś przeprowadził specjalny test: dwie partie stali A i B należą do tego samego rodzaju stali, ale wtrącenia zawarte w każdej z nich są różne.
Po obróbce cieplnej obie partie stali A i B osiągnęły tę samą wytrzymałość na rozciąganie 95 kg/mm', a granice plastyczności stali A i B były takie same. Pod względem wydłużenia i zmniejszenia powierzchni stal B jest nieco niższa niż stal A nadal kwalifikuje się. Po badaniu zmęczeniowym (zginanie obrotowe) stwierdza się, że: Stal jest materiałem o długiej żywotności i wysokiej granicy zmęczenia; B jest materiałem o krótkiej żywotności i niskiej granicy zmęczenia. Gdy naprężenie cykliczne próbki stali jest nieco wyższe niż granica zmęczenia stali A, trwałość stali B wynosi tylko 1/10 stali A. Wtrącenia w stali A i B to tlenki. Pod względem całkowitej ilości wtrąceń czystość stali A jest gorsza niż stali B, ale cząstki tlenku stali A są tej samej wielkości i równomiernie rozmieszczone; stal B zawiera pewne wtrącenia o dużych cząstkach, a rozkład nie jest równomierny. . To w pełni pokazuje, że punkt widzenia pana Xiao Jimei jest słuszny.
Czas publikacji: 25 lipca 2022 r