軸受鋼の疲労寿命に影響を与える要因

軸受鋼の疲労寿命に影響を与える要因は何ですか?上記の問題は次のように分析されます。
1. 疲労寿命に対する窒化物の影響
一部の学者は、鋼に窒素を添加すると窒化物の体積分率が減少すると指摘しています。これは、鋼中の介在物の平均サイズが小さくなったためです。テクノロジーによる制限もありますが、数えられる 0.2 インチ未満の介在物粒子が依然としてかなりの数存在します。軸受鋼の疲労寿命に直接影響を与えるのは、まさにこれらの小さな窒化物粒子の存在です。 Ti は窒化物を形成する最も強力な元素の 1 つです。比重が小さく浮きやすい。 Tiの一部は鋼中に残留して多角介在物を形成します。このような介在物は局所的な応力集中や疲労亀裂の原因となりやすいため、その発生を抑制する必要がある。
試験結果は、鋼中の酸素含有量が20ppm未満に減少し、窒素含有量が増加し、非金属介在物のサイズ、種類、分布が改善され、安定した介在物が大幅に減少したことを示しています。鋼中の窒化物粒子は増加しますが、その粒子は非常に小さく、粒界または結晶粒内に分散状態で分布するため、軸受鋼の強度と靭性が良好に調和する有利な要因となります。鋼の硬度と強度が大幅に向上します。特に接触疲労寿命の向上効果が目的です。
2. 疲労寿命に対する酸化物の影響
鋼中の酸素含有量は、材料に影響を与える重要な要素です。酸素含有量が低いほど純度が高くなり、それに対応して定格寿命が長くなります。鋼中の酸素含有量と酸化物の間には密接な関係があります。溶鋼が凝固する過程で、アルミニウム、カルシウム、シリコンなどの元素の溶存酸素が酸化物を形成します。酸化物含有量は酸素の関数です。酸素含有量が減少すると、酸化物介在物が減少します。窒素含有量は酸素含有量と同じであり、窒化物との機能関係もありますが、酸化物のほうが鋼中に分散しているため、炭化物の支点と同じ役割を果たします。したがって、鋼の疲労寿命に有害な影響はありません。
鋼は酸化物の存在により金属母材の連続性を破壊し、酸化物の膨張係数が軸受鋼母材の膨張係数より小さいため、交番応力を受けると応力集中が発生しやすくなり、金属疲労の原因となります。応力集中のほとんどは、酸化物、点状介在物、およびマトリックスの間で発生します。応力が十分に大きな値に達すると、亀裂が発生し、急速に拡大して破壊します。介在物の塑性が低く、形状が鋭利であるほど、応力集中が大きくなります。
3. 硫化物の疲労寿命への影響
鋼中のほとんどすべての硫黄分は硫化物の形で存在します。鋼中の硫黄含有量が高くなるほど、鋼中の硫化物も多くなります。ただし、硫化物は酸化物でうまく取り囲まれるため、酸化物の疲労寿命への影響は軽減されます。そのため、介在物の数が疲労寿命に与える影響は絶対的なものではなく、介在物の性質、サイズ、分布に関係します。内包物。確実な介在物が多いほど疲労寿命は低下するため、その他の影響要因を総合的に考慮する必要があります。軸受鋼中には硫化物が微細に分散分布しており、金属組織学的検査でも識別が困難な酸化物系介在物が混在しています。実験では、元のプロセスに基づいて、Al の量を増やすと酸化物と硫化物の削減にプラスの効果があることが確認されました。これは、Ｃａがかなり強い脱硫能力を持っているためである。介在物は強度にはほとんど影響しませんが、鋼の靭性にとってはより有害であり、損傷の程度は鋼の強度に依存します。
有名な専門家であるXiao Jimei氏は、鋼中の介在物は脆性相であり、体積分率が高くなるほど靭性が低下すると指摘しました。介在物のサイズが大きくなるほど、靭性はより早く低下します。へき開破壊の靱性は、介在物のサイズが小さく、介在物の間隔が小さいほど、靱性は低下しないどころか増加します。へき開破壊が起こりにくくなり、へき開破壊強度が向上します。誰かが特別なテストを行いました。鋼 A と B の 2 つのバッチは同じ鋼タイプに属しますが、それぞれに含まれる介在物は異なります。