Varför kan en minskning av syrehalten inte förbättra utmattningslivslängden för lagerstål? Efter analys tror man att orsaken är att efter att mängden oxidinneslutningar minskat blir överskottet av sulfid en ogynnsam faktor som påverkar utmattningslivslängden för stål. Endast genom att samtidigt minska halten av oxider och sulfider kan materialpotentialen utnyttjas fullt ut och utmattningslivslängden för lagerstål kan förbättras avsevärt.
Vilka faktorer kommer att påverka utmattningslivslängden för lagerstål? Ovanstående problem analyseras enligt följande:
1. Nitriders effekt på utmattningsliv
Vissa forskare har påpekat att när kväve tillsätts stålet minskar volymfraktionen av nitrider. Detta beror på minskningen av den genomsnittliga storleken på inneslutningarna i stålet. Begränsat av teknologi finns det fortfarande ett stort antal inneslutningspartiklar mindre än 0,2 tum räknade. Det är just förekomsten av dessa små nitridpartiklar som har en direkt inverkan på utmattningslivslängden hos lagerstål. Ti är ett av de starkaste grundämnena för att bilda nitrider. Den har en liten specifik vikt och är lätt att flyta. En del av Ti finns kvar i stålet för att bilda flerkantiga inneslutningar. Sådana inneslutningar kommer sannolikt att orsaka lokal spänningskoncentration och utmattningssprickor, så det är nödvändigt att kontrollera förekomsten av sådana inneslutningar.
Testresultaten visar att syrehalten i stålet reduceras till under 20ppm, kvävehalten ökar, storleken, typen och fördelningen av icke-metalliska inneslutningar förbättras och de stabila inneslutningarna minskar avsevärt. Även om nitridpartiklarna i stålet ökar, är partiklarna mycket små och fördelas i ett dispergerat tillstånd vid korngränsen eller inom kornen, vilket blir en gynnsam faktor, så att hållfastheten och segheten hos lagerstålet stämmer överens, och stålets hårdhet och styrka ökar kraftigt. , speciellt förbättringseffekten av kontakttrötthetsliv är objektiv.
2. Effekten av oxider på utmattningslivslängden
Syrehalten i stål är en viktig faktor som påverkar materialet. Ju lägre syrehalt, desto högre renhet och desto längre märklivslängd. Det finns ett nära samband mellan syrehalten i stål och oxider. Under stelningsprocessen av smält stål bildar det lösta syret av aluminium, kalcium, kisel och andra element oxider. Oxidinnehållet är en funktion av syre. När syrehalten minskar kommer oxidinneslutningarna att minska; kvävehalten är densamma som syrehalten och har även ett funktionellt samband med nitriden, men eftersom oxiden är mer dispergerad i stålet spelar den samma roll som karbidens stödpunkt. , så det har ingen destruktiv effekt på utmattningslivslängden för stål.
På grund av förekomsten av oxider förstör stål metallmatrisens kontinuitet, och eftersom expansionskoefficienten för oxider är mindre än expansionskoefficienten för lagerstålmatrisen, när det utsätts för växelspänning, är det lätt att generera spänningskoncentration och bli ursprunget till metalltrötthet. Det mesta av spänningskoncentrationen sker mellan oxider, punktinneslutningar och matrisen. När spänningen når ett tillräckligt stort värde uppstår sprickor som snabbt expanderar och förstörs. Ju lägre plasticiteten hos inneslutningarna och ju skarpare form, desto högre spänningskoncentration.
3. Sulfidens effekt på utmattningslivet
Nästan all svavelhalt i stål finns i form av sulfider. Ju högre svavelhalt i stålet, desto högre sulfid i stålet. Men eftersom sulfiden kan vara väl omgiven av oxiden, reduceras påverkan av oxiden på utmattningslivslängden, så påverkan av antalet inneslutningar på utmattningslivslängden är inte absolut relaterad till arten, storleken och fördelningen av inneslutningarna. Ju säkrare inneslutningar det finns, desto lägre måste utmattningslivslängden vara och andra påverkande faktorer måste övervägas övergripande. I lagerstål är sulfider dispergerade och fördelade i en fin form och blandas med oxidinneslutningar, som är svåra att identifiera även med metallografiska metoder. Experiment har bekräftat att på grundval av den ursprungliga processen har en ökning av mängden Al en positiv effekt på att reducera oxider och sulfider. Detta beror på att Ca har en ganska stark avsvavlingsförmåga. Inneslutningar har liten effekt på hållfastheten, men är mer skadliga för stålets seghet, och graden av skada beror på stålets hållfasthet.
Xiao Jimei, en välkänd expert, påpekade att inneslutningar i stål är en spröd fas, ju högre volymfraktion desto lägre seghet; ju större storleken på inneslutningarna är, desto snabbare minskar segheten. För segheten av klyvningsbrott, ju mindre storleken på inneslutningarna är och ju mindre avståndet mellan inneslutningarna är, desto segare minskar inte bara, utan ökar. Det är mindre sannolikt att klyvningsbrott uppstår, vilket ökar klyvningsbrottstyrkan. Någon har gjort ett speciellt test: de två partierna av stål A och B tillhör samma ståltyp, men inneslutningarna i varje är olika.
Efter värmebehandling nådde de två satserna av stål A och B samma draghållfasthet på 95 kg/mm', och sträckgränserna för stål A och B var desamma. När det gäller töjning och areaminskning är B-stål något lägre än A-stål är fortfarande kvalificerat. Efter utmattningstestet (rotationsböjning) visar det sig att: Ett stål är ett material med lång livslängd med en hög utmattningsgräns; B är ett kortlivat material med låg utmattningsgräns. När stålprovets cykliska spänning är något högre än utmattningsgränsen för A-stålet är livslängden för B-stålet endast 1/10 av A-stålet. Inneslutningarna i stål A och B är oxider. När det gäller den totala mängden inneslutningar är renheten för stål A sämre än stål B, men oxidpartiklarna i stål A är av samma storlek och jämnt fördelade; stål B innehåller några stora partikelinneslutningar och fördelningen är inte enhetlig. . Detta visar till fullo att Xiao Jimeis synvinkel är korrekt.
Posttid: 25 juli 2022