影響軸承壽命的因素及其控制

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1、影響軸承壽命的因素及其控制1影響軸承壽命的材料因素滾動(dòng)軸承的早期失效形式，上要有破裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞，在正常條件下主要是接觸疲勞。軸承冬件的失效除了服役條件Z外，主要受鋼的駛度、強(qiáng)度、韌性、耐序性、抗蝕性和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)制約。影響這些性能和狀態(tài)的主要內(nèi)在因素冇如下兒項(xiàng)。1.1淬火鋼中的馬氏體窩碳珞鋼原始組織為粒狀珠光體時(shí)，在淬火低溫冋火狀態(tài)卜，淬火馬氏體含碳雖，明顯影響鋼的力學(xué)性能。強(qiáng)度、韌性在0.5%左右,接觸疲勞壽命在0.55%左右,抗壓潰能力在0.42%左右,當(dāng)GCrl5鋼淬火馬氏體含碳量為0.5

2、%?0.56%時(shí)，可以獲得抗失效能力最強(qiáng)的綜合力學(xué)性能。應(yīng)該指出，在這種情況下獲得的馬氏體是隱晶馬氏體，測(cè)得的含碳量是平均含碳最。實(shí)際上，馬氏體屮的含碳罐在微區(qū)內(nèi)是不均勻的，靠近碳化物周圍的碳濃度高丁-遠(yuǎn)離碳化物原鐵索體部分，1人1而它們開始發(fā)生勺氏體轉(zhuǎn)變的溫度不同，從而抑制了馬氏體品粒的氏人和顯微形態(tài)的顯示而成為隱品馬氏體。它可避免高碳鋼淬火時(shí)易出現(xiàn)的顯微裂紋，而.「LH：亞結(jié)構(gòu)為強(qiáng)度與韌性均高的位錯(cuò)型板條狀馬氏體。因此，只冇為鬲碳鋼淬火時(shí)獲得中碳隱晶馬氏體時(shí)軸承零件才可能獲得抗失效能力最佳的基體。1.2淬火

3、鋼中的殘留奧氏體高碳鉆鋼經(jīng)正常淬火后，可含冇8%?20%Ar（殘留奧氏體）。軸承零件中的Ar冇利也冇弊，為了興利除弊，Ar含就應(yīng)適當(dāng)。由于ArMJi要與淬火加熱奧氏體化條件仃關(guān)，它的多少乂會(huì)彩響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數(shù)量，較難止確反映Ar量對(duì)力學(xué)性能的蹈響。為此，固定奧氏條件，利用奧氏體體化熱穩(wěn)定化處理匚藝，以獲得不同Ar量，在此研究了淬火低溫冋火后Ar含呆對(duì)GCrl5鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增多，硬度和接他疲勞壽命均隨之而増加，達(dá)到峰值后乂隨之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度

4、峰值出現(xiàn)在17%Ar左右，而接觸疲勞壽命峰值出現(xiàn)在9%左右。、“

5、試驗(yàn)載荷減小時(shí)，因虹量增多對(duì)接觸疲勞壽命的彩響減小。這是由于為Ar量不多時(shí)對(duì)強(qiáng)度降低的影響不人，而增韌的作用則比較明顯。原因是載荷較小時(shí)，Ar發(fā)生少最變形，既消減了應(yīng)力峰，又使U變形的Ar加工強(qiáng)化和發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變而強(qiáng)化。但如載荷人時(shí)，Ar較人的塑性變形與棊體會(huì)局部產(chǎn)定應(yīng)力集中而破裂，從而使壽命降低。應(yīng)該指fibAr的冇利作用必須是在Ar穩(wěn)定狀態(tài)Z下，如果H發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，將使鋼的韌性急劇降低而脆化。1.3淬火鋼中的未溶碳化物淬火鋼中未

6、溶碳化物的數(shù)量、形貌、人小、分布，既受到鋼的化學(xué)成分和淬火前原始組織的影響，乂受奧氏體化條件的影響，冇關(guān)木溶碳化物對(duì)軸承壽命的影響研究較少。碳化物是碩脆相，除了對(duì)耐磨性冇利Z外，承載時(shí)因會(huì)（特別是碳化物呈非球形）號(hào)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，采川不同含碳量的鋼，淬火后使其勺氏體含碳屋和Ar含量和同而未溶碳化物含屋不同的狀態(tài)，經(jīng)150°C回火

7、后，由于馬氏體含碳屋相同，而且硬度較爲(wèi)，因而未溶碳化物少鼠増高對(duì)碩度増鬲值不人，反映強(qiáng)度和韌性的床潰載荷則冇所降低，對(duì)應(yīng)力集中橄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。適為降低軸承鋼的含碳鼠是捉高制件使用卷命的途徑Z-%淬火木溶碳化物除了數(shù)量對(duì)材料性能冇影響Z外，尺寸、形貌、分布也對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。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）、小（尺寸?。颍ù笮”舜讼嗖詈苄?，而且分布均勻）、圓（每粒碳化物皆呈球形）。應(yīng)該指出，軸承鋼淬火后的少

8、最未溶碳化物是必要的，不僅可以保持足夠的耐序性，而也是獲得細(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件。1.4淬火回火后的殘留應(yīng)力軸承零件經(jīng)淬火低溫回火后，仍具有較大的內(nèi)應(yīng)力。零件中的殘留內(nèi)應(yīng)力有利和弊兩種狀態(tài)。鋼件熱處理后，隨著表面殘留壓應(yīng)力的增大，鋼的疲勞強(qiáng)度隨之增高，反之表面殘留內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，則使鋼的疲勞強(qiáng)度降低。這是由丁?零件的疲勞失效出現(xiàn)在承受過大拉應(yīng)力的時(shí)候，當(dāng)農(nóng)面有較大壓應(yīng)力殘存時(shí)，會(huì)抵消同等數(shù)值的拉應(yīng)力，而使鋼的實(shí)際承受拉應(yīng)力數(shù)值減小，使疲勞強(qiáng)度極限值坍高，、"

9、表面冇較人拉應(yīng)力殘心時(shí)，會(huì)與承受的拉應(yīng)力載荷盜

10、加而使鋼的實(shí)際承受的拉應(yīng)力明顯增人，即使疲勞強(qiáng)度極限值降低。因此，使軸承零件淬火回火后農(nóng)面殘留較大的壓應(yīng)力，也是提高使川壽命的措施之-（當(dāng)然過大的殘留應(yīng)力可能引起零件的變形甚至開裂，應(yīng)給予足夠重視）。1.5鋼的雜質(zhì)含量鋼中的雜質(zhì)包括非金屬夾雜物和冇害元素（酸溶）含駄，它們對(duì)鋼性能的危胃往往是相互助長(zhǎng)的，如氧含量越高，氧化物夾雜物就越多。鋼中雜質(zhì)對(duì)力學(xué)性能和制件抗失效能力的影響與雜質(zhì)的類