影响轴承寿命的因素及其控制

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1、影响轴承寿命的因素及其控制1影响轴承寿命的材料因素滚动轴承的早期失效形式，上要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳，在正常条件下主要是接触疲劳。轴承冬件的失效除了服役条件Z外，主要受钢的駛度、强度、韧性、耐序性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内在因素冇如下儿项。1.1淬火钢中的马氏体窩碳珞钢原始组织为粒状珠光体时，在淬火低温冋火状态卜，淬火马氏体含碳虽，明显影响钢的力学性能。强度、韧性在0.5%左右,接触疲劳寿命在0.55%左右,抗压溃能力在0.42%左右,当GCrl5钢淬火马氏体含碳量为0.5

2、%〜0.56%时，可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。应该指出，在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体，测得的含碳量是平均含碳最。实际上，马氏体屮的含碳罐在微区内是不均匀的，靠近碳化物周围的碳浓度高丁-远离碳化物原铁索体部分，1人1而它们开始发生勺氏体转变的温度不同，从而抑制了马氏体品粒的氏人和显微形态的显示而成为隐品马氏体。它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹，而.「LH：亚结构为强度与韧性均高的位错型板条状马氏体。因此，只冇为鬲碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。1.2淬火

3、钢中的残留奥氏体高碳钻钢经正常淬火后，可含冇8%〜20%Ar（残留奥氏体）。轴承零件中的Ar冇利也冇弊，为了兴利除弊，Ar含就应适当。由于ArMJi要与淬火加热奥氏体化条件仃关，它的多少乂会彩响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量，较难止确反映Ar量对力学性能的蹈响。为此，固定奥氏条件，利用奥氏体体化热稳定化处理匚艺，以获得不同Ar量，在此研究了淬火低温冋火后Ar含呆对GCrl5钢硬度和接触疲劳寿命的影响。随着奥氏体含量的增多，硬度和接他疲劳寿命均随之而増加，达到峰值后乂随之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度

4、峰值出现在17%Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9%左右。、“

5、试验载荷减小时，因虹量增多对接触疲劳寿命的彩响减小。这是由于为Ar量不多时对强度降低的影响不人，而增韧的作用则比较明显。原因是载荷较小时，Ar发生少最变形，既消减了应力峰，又使U变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而強化。但如载荷人时，Ar较人的塑性变形与棊体会局部产定应力集中而破裂，从而使寿命降低。应该指fibAr的冇利作用必须是在Ar稳定状态Z下，如果H发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。1.3淬火钢中的未溶碳化物淬火钢中未

6、溶碳化物的数量、形貌、人小、分布，既受到钢的化学成分和淬火前原始组织的影响，乂受奥氏体化条件的影响，冇关木溶碳化物对轴承寿命的影响研究较少。碳化物是硕脆相，除了对耐磨性冇利Z外，承载时因会（特別是碳化物呈非球形）号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。淬火未溶碳化物除了自身对钢的性能产生影响之外，还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。为了揭示未溶碳化物对性能的影响，采川不同含碳量的钢，淬火后使其勺氏体含碳屋和Ar含量和同而未溶碳化物含屋不同的状态，经150°C回火

7、后，由于马氏体含碳屋相同，而且硬度较爲，因而未溶碳化物少鼠増高对硕度増鬲值不人，反映强度和韧性的床溃载荷则冇所降低，对应力集中橄感的接触疲劳寿命则明显降低。因此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。适为降低轴承钢的含碳鼠是捉高制件使用卷命的途径Z-%淬火木溶碳化物除了数量对材料性能冇影响Z外，尺寸、形貌、分布也对材料性能产生影响。为了避免轴承钢中未溶碳化物的危害，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）。应该指出，轴承钢淬火后的少

8、最未溶碳化物是必要的，不仅可以保持足够的耐序性，而也是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。1.4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。零件中的残留内应力有利和弊两种状态。钢件热处理后，随着表面残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之表面残留内应力为拉应力时，则使钢的疲劳强度降低。这是由丁•零件的疲劳失效出现在承受过大拉应力的时候，当农面有较大压应力残存时，会抵消同等数值的拉应力，而使钢的实际承受拉应力数值减小，使疲劳强度极限值坍高，、"

9、表面冇较人拉应力残心时，会与承受的拉应力载荷盜

10、加而使钢的实际承受的拉应力明显增人，即使疲劳强度极限值降低。因此，使轴承零件淬火回火后农面残留较大的压应力，也是提高使川寿命的措施之-（当然过大的残留应力可能引起零件的变形甚至开裂，应给予足够重视）。1.5钢的杂质含量钢中的杂质包括非金属夹杂物和冇害元素（酸溶）含駄，它们对钢性能的危胃往往是相互助长的，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