Fatores que afetam a vida útil da fadiga do aço do rolamento

Que fatores afetarão a vida útil em fadiga do aço para rolamentos? Os problemas acima são analisados ​​da seguinte forma:
1. O efeito dos nitretos na vida à fadiga
Alguns estudiosos apontaram que quando o nitrogênio é adicionado ao aço, a fração volumétrica dos nitretos diminui. Isto se deve à redução do tamanho médio das inclusões no aço. Limitado pela tecnologia, ainda existe um número considerável de partículas de inclusão menores que 0,2 pol. É precisamente a existência destas minúsculas partículas de nitreto que tem um impacto direto na vida à fadiga do aço para rolamentos. O Ti é um dos elementos mais fortes para formar nitretos. Tem uma gravidade específica pequena e é fácil de flutuar. Uma parte do Ti permanece no aço para formar inclusões multiangulares. Tais inclusões provavelmente causarão concentração de tensões locais e trincas por fadiga, portanto é necessário controlar a ocorrência de tais inclusões.
Os resultados dos testes mostram que o teor de oxigênio no aço é reduzido para menos de 20 ppm, o teor de nitrogênio é aumentado, o tamanho, o tipo e a distribuição das inclusões não metálicas são melhorados e as inclusões estáveis ​​são significativamente reduzidas. Embora as partículas de nitreto no aço aumentem, as partículas são muito pequenas e são distribuídas em estado disperso no limite do grão ou dentro do grão, o que se torna um fator favorável, de modo que a resistência e a tenacidade do aço do rolamento são bem combinadas, e a dureza e a resistência do aço aumentam bastante. , especialmente o efeito de melhoria da vida útil da fadiga de contato é objetivo.
2. O efeito dos óxidos na vida em fadiga
O teor de oxigênio no aço é um fator importante que afeta o material. Quanto menor o teor de oxigênio, maior a pureza e maior a vida nominal correspondente. Existe uma estreita relação entre o teor de oxigênio no aço e nos óxidos. Durante o processo de solidificação do aço fundido, o oxigênio dissolvido do alumínio, cálcio, silício e outros elementos forma óxidos. O conteúdo de inclusão de óxido é uma função do oxigênio. À medida que o teor de oxigênio diminui, as inclusões de óxido diminuirão; o teor de nitrogênio é igual ao teor de oxigênio e também tem uma relação funcional com o nitreto, mas como o óxido está mais disperso no aço, ele desempenha o mesmo papel que o fulcro do carboneto. , portanto não tem efeito destrutivo na vida à fadiga do aço.
Devido à existência de óxidos, o aço destrói a continuidade da matriz metálica, e como o coeficiente de expansão dos óxidos é menor que o coeficiente de expansão da matriz de aço do rolamento, quando submetido a tensões alternadas, é fácil gerar concentração de tensões e tornar-se a origem da fadiga do metal. A maior parte da concentração de tensão ocorre entre óxidos, inclusões pontuais e a matriz. Quando a tensão atinge um valor grande o suficiente, ocorrerão rachaduras, que se expandirão e destruirão rapidamente. Quanto menor a plasticidade das inclusões e mais nítida a forma, maior será a concentração de tensões.
3. O efeito do sulfeto na vida em fadiga
Quase todo o teor de enxofre do aço existe na forma de sulfetos. Quanto maior o teor de enxofre no aço, maior será o sulfeto no aço. No entanto, como o sulfeto pode ser bem circundado pelo óxido, a influência do óxido na vida em fadiga é reduzida, de modo que a influência do número de inclusões na vida em fadiga não é absolutamente relacionada à natureza, tamanho e distribuição de as inclusões. Quanto mais inclusões certas houver, menor deverá ser a vida em fadiga, e outros fatores de influência devem ser considerados de forma abrangente. Nos aços para rolamentos, os sulfetos são dispersos e distribuídos de forma fina, e são misturados com inclusões de óxidos, que são difíceis de identificar mesmo por métodos metalográficos. Experimentos confirmaram que, com base no processo original, o aumento da quantidade de Al tem um efeito positivo na redução de óxidos e sulfetos. Isso ocorre porque o Ca tem uma capacidade de dessulfurização bastante forte. As inclusões têm pouco efeito na resistência, mas são mais prejudiciais à tenacidade do aço, e o grau de dano depende da resistência do aço.
Xiao Jimei, um conhecido especialista, destacou que as inclusões no aço são uma fase frágil, quanto maior a fração volumétrica, menor a tenacidade; quanto maior o tamanho das inclusões, mais rapidamente a tenacidade diminui. Para a tenacidade da fratura por clivagem, quanto menor o tamanho das inclusões e quanto menor o espaçamento das inclusões, mais tenacidade não apenas não diminui, mas aumenta. A fratura por clivagem é menos provável de ocorrer, aumentando assim a resistência à fratura por clivagem. Alguém fez um teste especial: os dois lotes de aço A e B pertencem ao mesmo tipo de aço, mas as inclusões contidas em cada um são diferentes.