新型超高碳钢轴承接触疲劳寿命是传统的3-5倍

作者:豪利真人游戏发布日期:2020-12-15 19:21

  经过几十年的发展,中国已经发展成为轴承钢的生产大国,产量已基本能满足国内市场的需求。但是国产轴承钢的质量与瑞典SKF、日本山阳等先进厂家相比还存在一定差距,主要是疲劳寿命的延长。延长轴承钢寿命的尝试主要包括降低氧含量与提高钢的洁净度;表面改性处理;以及通过探索新的热处理工艺来提高轴承钢的疲劳寿命。然而通过以上方法获得的较长寿命并不总是能够满足要求的,特别是在高负载荷等严酷条件下使用时,更是如此,所以一直有需求开发一种具有更长使用寿命的钢材。

  当钢的含碳量大于0.77%以后成为过共析钢,过共析钢在铸造态、退火态与正火态的正常组织为网状二次渗碳体与珠光体。渗碳体的硬度高,耐磨性好,增加渗碳体明显可以提高材料的硬度与耐磨性。但以网状形态存在是导致钢变脆的主要原因,为了减少脆性,避免较多的网状渗碳体,轴承钢的含碳量一般都小于1.0左右,高于此含碳量将导致后续锻造、轧制难以将大的网状渗碳体破碎,将使钢的性能变脆。为了破碎网状渗碳体,在轧制与锻造工艺中都增加了变形量同时降低变形温度,这样都增加了工艺成本,浪费了能源。本项目提出了超高碳轴承钢的概念,设计并制备了含碳量在1.20-1.31%超高碳轴承钢。

  在最佳热处理工艺条件下,超高碳钢的接触疲劳寿命是传统GCr15钢和瑞典SKF-3轴承钢的3-5倍。

  晶粒显著细化。在相同热处理条件下,超高碳钢的平均晶粒尺寸为6.9m,而传统GCr15和SFK-3材料的晶粒为13.5m,细化晶粒可以提高强度与韧性。

  耐回火温度提高。在相同的回火温度下,超高碳钢的硬度高2-3HRc,因此在相同的硬度条件下,回火温度可以提高50-100℃,这样可以充分释放淬火应力。这些因素都是提高寿命的原因。

  在实验室工作的基础上,本项目已开展了工业化的实验,完成了小批量超高碳轴承钢的制备、重卡汽车轴承样件加工以及轴承产品的台架疲劳实验。测试结果与实验室材料接触疲劳寿命实验结果吻合,在0.45应力比条件下测试了8倍的额定寿命,传统GCr15轴承通常在0.35应力比台架下测试3倍寿命。目前已完成了工业化规模(60吨)的材料熔炼、轧制,进入到机械加工阶段,待路试合格后将成为新一代轴承钢材料。该材料的成本与GCr15相当,热处理工艺也相同,所以不增加额外成本。

  在13日湖南省衡阳市举行的2020年大数据科技传播与应用高峰论坛上,中国工程院院士、浙江大学传染病诊治国家重点实验室教授李兰娟发表主旨演讲时表示,利用人工智能能够实现人群轨迹识别和风险监测;通过生物大数据分析可追溯感染源。


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