1、氮化物對(duì)疲勞壽*的影響
有的學(xué)者指出:鋼中增氮,氮化物的體積分?jǐn)?shù)卻下降,這是由于鋼中夾雜物的平均尺寸減少的緣故,受技術(shù)所限,還有相當(dāng)數(shù)量的小于0.2in夾雜物顆粒未計(jì)算在內(nèi)。恰恰是這些微小的氮化物顆粒的存在狀態(tài),對(duì)軸承鋼的疲勞壽*有著直接影響。Ti是形成氮化物的*強(qiáng)元素之一,比重小,易上浮,還會(huì)有一部分Ti留在鋼中形成多棱角的夾雜物。這種夾雜物容易引起局部應(yīng)力集中,產(chǎn)生疲勞裂紋,因此要控制此種夾雜物的產(chǎn)生。
試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼中氧含量降*20ppm以下,氮含量有所提高,非金屬夾雜物的大小、類型和分布狀態(tài)得到了改善,穩(wěn)定夾雜物有**的**。鋼中氮化物顆粒雖然增多,但其顆粒甚小,并于晶界或晶內(nèi)呈彌散狀態(tài)分布,成為有利因素,使軸承鋼的強(qiáng)度和韌性得到了良好配合,極大地增加鋼的硬度、強(qiáng)度,特別是接觸疲勞壽*改善**是客觀存在的。
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2、氧化物對(duì)疲勞壽*的影響
鋼中氧含量是影響材質(zhì)的重要因素,氧含量越低其純潔度越高,相對(duì)應(yīng)的額定壽*就越長。鋼中氧含量和氧化物有著密切的關(guān)系,鋼液在凝固過程中,鋁、鈣、硅等元素溶解的氧形成氧化物。氧化物夾雜含量是氧的函數(shù)。隨著氧含量的**,氧化物夾雜將減少;氮含量和氧含量一樣,同樣和氮化物存在函數(shù)關(guān)系,但由于氧化物在鋼材中分布的較分散,起著和碳化物同樣作用的支點(diǎn)作用,所以對(duì)鋼材疲勞壽*沒有起到破壞作用。
鋼由于氧化物的存在,破壞了金屬基體的延續(xù)性,又由于氧化物的膨脹系數(shù)小于軸承鋼基體膨脹系數(shù),當(dāng)承受交變應(yīng)力時(shí),易于產(chǎn)生應(yīng)力集中,成為金屬疲勞的發(fā)源地。應(yīng)力集中多數(shù)產(chǎn)生在氧化物、點(diǎn)狀?yuàn)A雜物和基體之間,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到足夠大時(shí),就產(chǎn)生裂紋,并迅速擴(kuò)展而破壞。夾雜物塑性越低,形狀越尖棱,則應(yīng)力集中也就越大。
3、硫化物對(duì)疲勞壽*的影響
鋼中硫含量幾乎全部以硫化物形態(tài)存在。鋼中硫含量增高,則鋼中硫化物相應(yīng)增高,但因硫化物能很好地包圍在氧化物周圍,減少了氧化物對(duì)疲勞壽*的影響,所以夾雜物的數(shù)量對(duì)疲勞壽*的影響并不是**的,與夾雜物的性質(zhì)、大小和分布有關(guān)。個(gè)一定夾雜物越多,疲勞壽*就一定越低,必須綜合考慮其他影響因素。在軸承鋼中硫化物呈細(xì)小狀彌散分布,并且混入氧化物夾雜之中,即使采用金相方法也難以辨認(rèn)。試驗(yàn)證實(shí):在原有工藝的基礎(chǔ)上,增加Al量對(duì)**氧化物﹑硫化物起到積極的作用。這是因?yàn)镃a具有相當(dāng)強(qiáng)的脫硫能力。夾雜物對(duì)強(qiáng)度影響甚微,而對(duì)鋼的韌性危害較大,其危害程度又取決于鋼的強(qiáng)度。