¿Por qué la reducción del contenido de oxígeno no puede mejorar la vida útil del acero para rodamientos? Después del análisis, se cree que la razón es que después de reducir la cantidad de inclusiones de óxido, el exceso de sulfuro se convierte en un factor desfavorable que afecta la vida a fatiga del acero. Sólo reduciendo el contenido de óxidos y sulfuros al mismo tiempo se puede aprovechar plenamente el potencial del material y mejorar considerablemente la vida útil a la fatiga del acero para rodamientos.
¿Qué factores afectarán la vida a fatiga del acero para rodamientos? Los problemas anteriores se analizan de la siguiente manera:
1. El efecto de los nitruros sobre la vida a fatiga.
Algunos estudiosos han señalado que cuando se añade nitrógeno al acero, la fracción volumétrica de nitruros disminuye. Esto se debe a la reducción del tamaño medio de las inclusiones en el acero. Limitado por la tecnología, todavía se cuentan un número considerable de partículas de inclusión de menos de 0,2 pulgadas. Es precisamente la existencia de estas diminutas partículas de nitruro lo que tiene un impacto directo en la vida a fatiga del acero para rodamientos. El Ti es uno de los elementos más fuertes para formar nitruros. Tiene una gravedad específica pequeña y es fácil de flotar. Una parte del Ti permanece en el acero formando inclusiones multiangulares. Es probable que tales inclusiones causen concentración de tensiones locales y grietas por fatiga, por lo que es necesario controlar la aparición de dichas inclusiones.
Los resultados de las pruebas muestran que el contenido de oxígeno en el acero se reduce por debajo de 20 ppm, el contenido de nitrógeno aumenta, el tamaño, el tipo y la distribución de las inclusiones no metálicas mejoran y las inclusiones estables se reducen significativamente. Aunque las partículas de nitruro en el acero aumentan, las partículas son muy pequeñas y se distribuyen en un estado disperso en el límite del grano o dentro del grano, lo que se convierte en un factor favorable, de modo que la resistencia y la tenacidad del acero para rodamientos coinciden bien. y la dureza y resistencia del acero aumentan considerablemente. , especialmente el efecto de mejora de la vida por fatiga de contacto es objetivo.
2. El efecto de los óxidos sobre la vida a fatiga.
El contenido de oxígeno en el acero es un factor importante que afecta al material. Cuanto menor sea el contenido de oxígeno, mayor será la pureza y mayor será la vida nominal correspondiente. Existe una estrecha relación entre el contenido de oxígeno en el acero y los óxidos. Durante el proceso de solidificación del acero fundido, el oxígeno disuelto del aluminio, calcio, silicio y otros elementos forma óxidos. El contenido de inclusiones de óxido es función del oxígeno. A medida que disminuye el contenido de oxígeno, disminuirán las inclusiones de óxido; el contenido de nitrógeno es el mismo que el contenido de oxígeno y también tiene una relación funcional con el nitruro, pero debido a que el óxido está más disperso en el acero, juega el mismo papel que el punto de apoyo del carburo. , por lo que no tiene ningún efecto destructivo sobre la vida a fatiga del acero.
Debido a la existencia de óxidos, el acero destruye la continuidad de la matriz metálica, y debido a que el coeficiente de expansión de los óxidos es menor que el coeficiente de expansión de la matriz de acero del rodamiento, cuando se somete a esfuerzos alternos, es fácil generar concentración de esfuerzos y convertirse en El origen de la fatiga del metal. La mayor parte de la concentración de tensiones ocurre entre óxidos, inclusiones puntuales y la matriz. Cuando la tensión alcanza un valor suficientemente grande, se producirán grietas que se expandirán y destruirán rápidamente. Cuanto menor sea la plasticidad de las inclusiones y cuanto más nítida sea la forma, mayor será la concentración de tensiones.
3. El efecto del sulfuro sobre la vida a fatiga.
Casi todo el contenido de azufre del acero existe en forma de sulfuros. Cuanto mayor sea el contenido de azufre en el acero, mayor será el sulfuro en el acero. Sin embargo, debido a que el sulfuro puede estar bien rodeado por el óxido, la influencia del óxido en la vida a fatiga se reduce, por lo que la influencia del número de inclusiones en la vida a fatiga no está absolutamente relacionada con la naturaleza, el tamaño y la distribución de las inclusiones. Cuantas más inclusiones haya, menor debe ser la vida útil y se deben considerar exhaustivamente otros factores que influyen. En el acero para rodamientos, los sulfuros se dispersan y distribuyen en forma fina y se mezclan con inclusiones de óxido, que son difíciles de identificar incluso mediante métodos metalográficos. Los experimentos han confirmado que, según el proceso original, aumentar la cantidad de Al tiene un efecto positivo en la reducción de óxidos y sulfuros. Esto se debe a que el Ca tiene una capacidad de desulfuración bastante fuerte. Las inclusiones tienen poco efecto sobre la resistencia, pero son más perjudiciales para la tenacidad del acero y el grado de daño depende de la resistencia del acero.
Xiao Jimei, un conocido experto, señaló que las inclusiones en el acero son una fase frágil, cuanto mayor es la fracción de volumen, menor es la tenacidad; cuanto mayor es el tamaño de las inclusiones, más rápido disminuye la tenacidad. Para la tenacidad de la fractura por escisión, cuanto menor es el tamaño de las inclusiones y menor es el espaciamiento de las mismas, la tenacidad no solo no disminuye, sino que aumenta. Es menos probable que se produzca una fractura por escisión, lo que aumenta la resistencia a la fractura por escisión. Alguien ha hecho una prueba especial: los dos lotes de acero A y B pertenecen al mismo tipo de acero, pero las inclusiones contenidas en cada uno son diferentes.
Después del tratamiento térmico, los dos lotes de aceros A y B alcanzaron la misma resistencia a la tracción de 95 kg/mm', y los límites elásticos de los aceros A y B fueron los mismos. En términos de alargamiento y reducción de área, el acero B es ligeramente menor que el acero A todavía está calificado. Después del ensayo de fatiga (flexión rotacional), se comprueba que: Un acero es un material de larga duración y con un límite de fatiga elevado; B es un material de corta vida con un límite de fatiga bajo. Cuando la tensión cíclica de la muestra de acero es ligeramente mayor que el límite de fatiga del acero A, la vida útil del acero B es solo 1/10 de la del acero A. Las inclusiones en el acero A y B son óxidos. En términos de la cantidad total de inclusiones, la pureza del acero A es peor que la del acero B, pero las partículas de óxido del acero A son del mismo tamaño y están distribuidas uniformemente; El acero B contiene algunas inclusiones de partículas grandes y la distribución no es uniforme. . Esto demuestra plenamente que el punto de vista del Sr. Xiao Jimei es correcto.
Hora de publicación: 25-jul-2022