Зашто смањење садржаја кисеоника не може побољшати век трајања челика за лежајеве до замора? Након анализе, сматра се да је разлог тај што након смањења количине оксидних инклузија, вишак сулфида постаје неповољан фактор који утиче на век трајања челика до замора. Само смањењем садржаја оксида и сулфида истовремено, може се у потпуности искористити материјални потенцијал и значајно побољшати век трајања челика за лежајеве до замора.
Који фактори ће утицати на заморни век трајања челика за лежајеве? Горе наведени проблеми се анализирају на следећи начин:
1. Утицај нитрида на век трајања до замора
Неки научници су истакли да када се азот дода челику, запремински удео нитрида се смањује. То је због смањења просечне величине инклузија у челику. Ограничен технологијом, и даље постоји значајан број честица инклузија мањих од 0,2 инча. Управо постојање ових ситних честица нитрида директно утиче на век трајања челика за лежајеве од замора. Ti је један од најјачих елемената који формира нитриде. Има малу специфичну тежину и лако се плута. Део Ti остаје у челику и формира вишеугаоне инклузије. Такве инклузије могу изазвати локалну концентрацију напона и пукотине услед замора, па је неопходно контролисати појаву таквих инклузија.
Резултати испитивања показују да је садржај кисеоника у челику смањен испод 20ppm, да је садржај азота повећан, да су величина, врста и расподела неметалних инклузија побољшани, а стабилне инклузије су значајно смањене. Иако се честице нитрида у челику повећавају, честице су веома мале и распоређене су у диспергованом стању на граници зрна или унутар зрна, што постаје повољан фактор, тако да су чврстоћа и жилавост челика за лежајеве добро усклађене, а тврдоћа и чврстоћа челика су значајно повећане, посебно је објективан ефекат побољшања контактног века трајања при замору.
2. Утицај оксида на век трајања до замора
Садржај кисеоника у челику је важан фактор који утиче на материјал. Што је нижи садржај кисеоника, већа је чистоћа и дужи је одговарајући номинални век трајања. Постоји блиска веза између садржаја кисеоника у челику и оксида. Током процеса очвршћавања растопљеног челика, растворени кисеоник алуминијума, калцијума, силицијума и других елемената формира оксиде. Садржај оксидних инклузија је функција кисеоника. Како се садржај кисеоника смањује, инклузије оксида ће се смањивати; садржај азота је исти као и садржај кисеоника и такође има функционалну везу са нитридом, али пошто је оксид више диспергован у челику, игра исту улогу као и тачка ослонца карбида, тако да нема деструктивни утицај на век трајања челика од замора.
Због присуства оксида, челик уништава континуитет металне матрице, а пошто је коефицијент ширења оксида мањи од коефицијента ширења челичне матрице лежаја, када је изложен наизменичном напрезању, лако је генерисати концентрацију напона и постати извор замора метала. Већина концентрације напона јавља се између оксида, тачкастих инклузија и матрице. Када напон достигне довољно велику вредност, појавиће се пукотине, које ће се брзо ширити и уништити. Што је пластичност инклузија нижа и што је облик оштрији, то је концентрација напона већа.
3. Утицај сулфида на век трајања до замора
Скоро сав садржај сумпора у челику постоји у облику сулфида. Што је већи садржај сумпора у челику, то је већи садржај сулфида у челику. Међутим, пошто сулфид може бити добро окружен оксидом, утицај оксида на век трајања до замора је смањен, тако да утицај броја инклузија на век трајања до замора није апсолутно повезан са природом, величином и расподелом инклузија. Што је више одређених инклузија, то мора бити краћи век трајања до замора, а други фактори утицаја морају се свеобухватно размотрити. У челику за лежајеве, сулфиди су дисперговани и распоређени у фином облику и помешани су са оксидним инклузијама, које је тешко идентификовати чак и металографским методама. Експерименти су потврдили да на основу оригиналног процеса, повећање количине Al позитивно утиче на смањење оксида и сулфида. То је зато што Ca има прилично јаку способност десумпоризације. Инклузије имају мали утицај на чврстоћу, али су штетније за жилавост челика, а степен оштећења зависи од чврстоће челика.
Сјао Џимеи, познати стручњак, истакао је да су инклузије у челику крта фаза, што је већи запремински удео, то је жилавост мања; што је величина инклузија већа, жилавост брже опада. Што се тиче жилавости лома услед цепање, што је величина инклузија мања и што је мањи размак између инклузија, жилавост се не само не смањује, већ повећава. Лом услед цепање је мањи, чиме се повећава чврстоћа на лом услед цепање. Неко је урадио посебан тест: две серије челика А и Б припадају истој врсти челика, али су инклузије садржане у свакој од њих различите.
Након термичке обраде, две серије челика А и Б достигле су исту затезну чврстоћу од 95 кг/мм⁻¹, а границе течења челика А и Б биле су исте. Што се тиче издужења и смањења површине, челик Б је нешто нижи од челика А и даље је квалификован. Након теста замора (ротационо савијање), утврђено је да: Челик А је дуготрајан материјал са високом границом замора; Б је краткотрајан материјал са ниском границом замора. Када је циклично напрезање узорка челика нешто веће од границе замора челика А, век трајања челика Б је само 1/10 века трајања челика А. Инклузије у челику А и Б су оксиди. Што се тиче укупне количине инклузија, чистоћа челика А је лошија од чистоће челика Б, али су честице оксида челика А исте величине и равномерно распоређене; челик Б садржи неке инклузије великих честица, а расподела није равномерна. Ово у потпуности показује да је гледиште господина Сјао Ђимеија исправно.
Време објаве: 25. јул 2022.