Faktoren, die die Ermüdungslebensdauer von Lagerstahl beeinflussen

Welche Faktoren beeinflussen die Ermüdungslebensdauer von Wälzlagerstahl? Die oben genannten Probleme werden wie folgt analysiert:
1. Die Wirkung von Nitriden auf die Ermüdungslebensdauer
Einige Wissenschaftler haben darauf hingewiesen, dass der Volumenanteil der Nitride abnimmt, wenn dem Stahl Stickstoff zugesetzt wird. Dies ist auf die Verringerung der durchschnittlichen Größe der Einschlüsse im Stahl zurückzuführen. Technisch begrenzt wird immer noch eine beträchtliche Anzahl von Einschlusspartikeln gezählt, die kleiner als 0,2 Zoll sind. Gerade die Existenz dieser winzigen Nitridpartikel hat einen direkten Einfluss auf die Ermüdungslebensdauer von Wälzlagerstahl. Ti ist eines der stärksten Elemente zur Bildung von Nitriden. Es hat ein geringes spezifisches Gewicht und lässt sich leicht schwimmen. Ein Teil des Ti verbleibt im Stahl und bildet mehreckige Einschlüsse. Solche Einschlüsse verursachen wahrscheinlich eine lokale Spannungskonzentration und Ermüdungsrisse, daher ist es notwendig, das Auftreten solcher Einschlüsse zu kontrollieren.
Die Testergebnisse zeigen, dass der Sauerstoffgehalt im Stahl auf unter 20 ppm gesenkt, der Stickstoffgehalt erhöht, die Größe, Art und Verteilung nichtmetallischer Einschlüsse verbessert und die stabilen Einschlüsse deutlich reduziert werden. Obwohl die Nitridpartikel im Stahl zunehmen, sind die Partikel sehr klein und verteilen sich in dispergiertem Zustand an der Korngrenze oder innerhalb des Korns, was ein günstiger Faktor ist, so dass Festigkeit und Zähigkeit des Lagerstahls gut aufeinander abgestimmt sind. und die Härte und Festigkeit des Stahls werden deutlich erhöht. Insbesondere ist der Verbesserungseffekt der Kontaktermüdungslebensdauer objektiv.
2. Die Wirkung von Oxiden auf die Ermüdungslebensdauer
Der Sauerstoffgehalt im Stahl ist ein wichtiger Einflussfaktor auf das Material. Je niedriger der Sauerstoffgehalt, desto höher die Reinheit und desto länger die entsprechende Nennlebensdauer. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen dem Sauerstoffgehalt in Stahl und Oxiden. Während des Erstarrungsprozesses von geschmolzenem Stahl bildet der gelöste Sauerstoff von Aluminium, Kalzium, Silizium und anderen Elementen Oxide. Der Gehalt an Oxideinschlüssen ist eine Funktion des Sauerstoffs. Mit abnehmendem Sauerstoffgehalt nehmen die Oxideinschlüsse ab; Der Stickstoffgehalt ist derselbe wie der Sauerstoffgehalt und hat auch eine funktionelle Beziehung zum Nitrid. Da das Oxid jedoch stärker im Stahl verteilt ist, spielt es dieselbe Rolle wie der Drehpunkt des Karbids. Es hat also keinen zerstörenden Einfluss auf die Ermüdungslebensdauer von Stahl.
Aufgrund des Vorhandenseins von Oxiden zerstört Stahl die Kontinuität der Metallmatrix, und da der Ausdehnungskoeffizient von Oxiden kleiner ist als der Ausdehnungskoeffizient der Lagerstahlmatrix, kann es bei Wechselbeanspruchung leicht zu Spannungskonzentrationen kommen und werden Der Ursprung der Metallermüdung. Der größte Teil der Spannungskonzentration tritt zwischen Oxiden, Punkteinschlüssen und der Matrix auf. Wenn die Spannung einen ausreichend großen Wert erreicht, entstehen Risse, die sich schnell ausdehnen und zerstören. Je geringer die Plastizität der Einschlüsse und je schärfer die Form, desto größer ist die Spannungskonzentration.
3. Die Wirkung von Sulfid auf die Ermüdungslebensdauer
Fast der gesamte Schwefelgehalt im Stahl liegt in Form von Sulfiden vor. Je höher der Schwefelgehalt im Stahl ist, desto höher ist der Sulfidgehalt im Stahl. Da das Sulfid jedoch gut vom Oxid umgeben sein kann, wird der Einfluss des Oxids auf die Ermüdungslebensdauer verringert, sodass der Einfluss der Anzahl der Einschlüsse auf die Ermüdungslebensdauer nicht unbedingt von der Art, Größe und Verteilung abhängt die Einschlüsse. Je mehr bestimmte Einschlüsse vorhanden sind, desto geringer muss die Ermüdungslebensdauer sein und andere Einflussfaktoren müssen umfassend berücksichtigt werden. Im Lagerstahl sind Sulfide in feiner Form dispergiert und verteilt und mit Oxideinschlüssen vermischt, die selbst mit metallografischen Methoden schwer zu identifizieren sind. Experimente haben bestätigt, dass sich auf Basis des ursprünglichen Verfahrens eine Erhöhung der Al-Menge positiv auf die Reduzierung von Oxiden und Sulfiden auswirkt. Dies liegt daran, dass Ca eine ziemlich starke Entschwefelungsfähigkeit besitzt. Einschlüsse haben kaum Auswirkungen auf die Festigkeit, sind jedoch schädlicher für die Zähigkeit des Stahls, und der Grad der Schädigung hängt von der Festigkeit des Stahls ab.
Xiao Jimei, ein bekannter Experte, wies darauf hin, dass Einschlüsse im Stahl eine spröde Phase seien. Je höher der Volumenanteil, desto geringer die Zähigkeit. Je größer die Einschlüsse sind, desto schneller nimmt die Zähigkeit ab. Für die Spaltbruchzähigkeit gilt: Je kleiner die Einschlüsse und je kleiner der Abstand der Einschlüsse, desto härter nimmt sie nicht nur ab, sondern nimmt zu. Es ist weniger wahrscheinlich, dass ein Spaltbruch auftritt, wodurch die Spaltbruchfestigkeit erhöht wird. Jemand hat einen speziellen Test durchgeführt: Die beiden Chargen Stahl A und B gehören zur gleichen Stahlsorte, aber die darin enthaltenen Einschlüsse sind unterschiedlich.