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影响轴承寿命的原因和控制

滚动轴承的早期失效形式,主要有:破裂、塑性变形、磨损、腐蚀、疲劳在正常条件下主要是接触疲劳主要内在影响因素:硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性、内应力状态(服役条件之外)
1. 淬火钢中的马氏体
 
高碳铬钢原始组织:粒状珠光体
 
淬火+低温回火:淬火马氏体 M中含碳量,明显影响钢的力学性能
 
GCr15钢淬火M含碳量为0.5%~0.56% 可获得抗失效能力最强的综合力学性能。
 
M:隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。六类轴承 角接触球轴承  滚珠丝杠轴承
 
2. 淬火钢中的残留奥氏体
 
高碳铬钢经正常淬火后,可含有8%~20%Ar(残留奥氏体)。
 
轴承零件中的Ar有利也有弊,Ar含量应适当。
 
Ar%↑ 硬度、接触疲劳寿命均随之而增加,达到峰值后又随之而降低Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下,如果自发转变为马氏体,将使钢的韧性急剧降低而脆化。
 
轴承受载较小时:Ar发生少量变形,既消减了应力峰,又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化,Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小轴承受载较大时:Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂,从而使寿命降低
 
3.淬火钢中的未溶碳化物
 
淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布受钢的化学成分和淬火前原始组织的影响受奥氏体化条件的影响。
 
承载时(特别是碳化物呈非球形)与基体引起应力集中而产生裂纹,从而会降低韧性和疲劳抗力。
 
淬火未溶碳化物影响钢的性能
 
影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布,从而对钢的性能产生附加影响。
 
淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。
 
轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的 耐磨性 获得细晶粒隐晶马氏体要求未溶碳化物少(数量少)、小(尺寸小)、匀(大小彼此相差很小,而且分布均匀)、圆(每粒碳化物皆呈球形)。
 
适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。
 
4.淬火回火后的残留应力
 
轴承零件经淬火低温回火后,仍具有较大的内应力。
 
表面残留压应力的增大,疲劳强度随之增高(过大的残留应力可能引起零件的变形)表面残留内应力为拉应力时,则使疲劳强度降低。
 
5.钢的杂质含量
 
杂质:非金属夹杂物 有害元素(酸溶)如氧含量越高,氧化物夹杂物就越多钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用对于在高应力下工作的轴承零件,必须降低制造用钢的含氧量例外:钢中的MnS夹杂物因形状呈椭球状能够包裹危害较大的氧化物夹杂对疲劳寿命降低影响较小甚至还可能有益。

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