軸承鋼球內部質量的綜合標誌是疲勞壽命。一些學者提出,降低含氧量尚未對軸承鋼球的疲勞壽命起到明顯改善作用。降低含氧量不能提高軸承鋼球疲勞壽命的原因是,在氧化物夾雜物數量減少後,過量硫化物已成為影響鋼疲勞壽命的不利因素。隻有同時降低氧化物和硫化物的含量,才能充分挖掘材料潛力,大大提高福建不鏽鋼球的疲勞壽命。
影響軸承鋼球疲勞壽命的原因大致可分為以下幾點:
1.氮化物
隨著鋼中氮含量的增加,氮化物的體積分數降低,這是由於鋼中夾雜物的平均尺寸減小所致。由於技術限製,大量小體積夾雜物顆粒未包括在內。這些微小氮化物顆粒的存在直接影響軸承鋼球的疲勞壽命。
Ti是形成氮化物的很強元素之一。它的比重很小,很容易浮起。一些鈦將留在鋼中形成多角度夾雜物。這類夾雜物容易引起局部應力集中和疲勞裂紋,應控製這類夾雜物的產生。
2.氧化物
鋼中的氧含量是影響材料性能的重要因素。氧含量越低,純度越高,相應的額定壽命越長。鋼中的氧含量與氧化物密切相關。在鋼液凝固過程中,鋁、鈣和矽等元素溶解的氧形成氧化物。氧化物夾雜物的含量是氧的函數。
隨著氧含量的降低,氧化物夾雜減少;氮含量和氧含量一樣,也與氮化物有功能關係。然而,由於氧化物在鋼中的分布相對分散,它與碳化物起著相同的支點作用,因此不會損壞鋼的疲勞壽命。
氧化物的存在破壞了金屬基體的連續性。由於氧化物的膨脹係數小於軸承鋼球基體的膨脹係數,在承受交變應力時容易產生應力集中,成為金屬疲勞的發源地。大多數應力集中發生在氧化物、點夾雜物和基體之間。當應力達到足夠大時,會出現裂紋,迅速擴展並破壞。塑性越低,夾雜物形狀越尖銳,應力集中越大。
3.硫化物
鋼中幾乎所有的硫含量都以硫化物的形式存在。當鋼中的硫含量增加時,鋼中的硫化物也相應增加。然而,由於硫化物可以很好地包圍在氧化物周圍,因此氧化物對疲勞壽命的影響減小。
因此,夾雜物數量對疲勞壽命的影響不是一定的,它與夾雜物的性質、尺寸和分布有關。夾雜物越多,疲勞壽命不一定越低。其他影響因素需要綜合考慮。在軸承鋼球中,硫化物以細小的形狀分散並混合成氧化物夾雜,即使用金相方法也難以識別。
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