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影響軸承壽命的材料因素

淬火鋼中的未溶碳化物

淬火鋼中未溶碳化物的數(shù)量、形貌、大小、分布，既受到鋼的化學(xué)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(guān)未溶碳化物對(duì)軸承壽命的影響研究較少。為了使軸承零件淬回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，可在淬火加熱時(shí)通入滲碳或滲氮的氣氛，進(jìn)行短時(shí)間的表面滲碳或滲氮。碳化物是硬脆相，除了對(duì)耐磨性有利之外，承載時(shí)因會(huì)（特別是碳化物呈非球形）與基體引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，從而會(huì)降低韌性和疲勞抗力。淬火未溶碳化物除了自身對(duì)鋼的性能產(chǎn)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(duì)鋼的性能產(chǎn)生附加影響。為了揭示未溶碳化物對(duì)性能的影響，采用不同含碳量的鋼，淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的狀態(tài)，經(jīng)150℃回火后，由于馬氏體含碳量相同，而且硬度較高，因而未溶碳化物少量增g高對(duì)硬度增g高值不大，反映強(qiáng)度和韌性的壓潰載荷則有所降低，對(duì)應(yīng)力集中敏感的接觸疲勞壽命則明顯降低。因此淬火未溶碳化物過多對(duì)鋼的綜合力學(xué)性能和失效抗力是有害的。適當(dāng)降低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(shù)量對(duì)材料性能有影響之外，尺寸、形貌、分布也對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。軸承安裝后應(yīng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，首先用于旋轉(zhuǎn)軸或軸承箱，若無(wú)異常，便以動(dòng)力進(jìn)行無(wú)負(fù)荷、低速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后視運(yùn)轉(zhuǎn)情況逐步提高旋轉(zhuǎn)速度及負(fù)荷，并檢測(cè)噪音、振動(dòng)及溫升，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并檢查。為了避免軸承鋼中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少（數(shù)量少）、?。ǔ叽缧。?、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(yīng)該指出，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(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件。

影響高碳鉻鋼滾動(dòng)軸承零件使用壽命的主要材料因素及控制程度為：

（1）鋼在淬火前的原始組織中的碳化物要求細(xì)小、彌散?？刹捎酶邷貖W氏體化630℃、或420℃高溫,也可利用鍛軋余熱快速退火工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）對(duì)于GCr15鋼淬火后，要求獲得平均含碳量為0.55％左右的隱晶馬氏體、9％左右Ar和7％左右呈勻、圓狀態(tài)的未溶碳化物的顯微組織?？衫么慊鸺訜釡囟群蜁r(shí)間來(lái)控制得到這種顯微組織。

（3）零件淬火低溫回火后要求表面殘留有較大的壓應(yīng)力，這有助于疲勞抗力的提高?？刹捎迷诖慊鸺訜釙r(shí)進(jìn)行表面短時(shí)間滲碳或滲氮的處理工藝，使得表面殘留有較大的壓應(yīng)力。

（4）制造軸承零件用鋼，要求具有較高的純凈度，主要是減少O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量。可采用電渣重熔，真空冶煉等技術(shù)措施使材料含氧量≤15PPM為宜。