Hvorfor kan ikke reduksjon av oksygeninnholdet forbedre utmattelseslevetiden til lagerstål? Etter analyse antas det at årsaken er at etter at mengden oksidinneslutninger er redusert, blir overskuddet av sulfid en ugunstig faktor som påvirker utmattingstiden til stål. Bare ved å redusere innholdet av oksider og sulfider samtidig, kan materialpotensialet utnyttes fullt ut og utmattingstiden til lagerstål kan forbedres betraktelig.
Hvilke faktorer vil påvirke utmattingstiden til lagerstål? Problemene ovenfor analyseres som følger:
1. Effekten av nitrider på utmattelseslivet
Noen forskere har påpekt at når nitrogen tilsettes stålet, reduseres volumfraksjonen av nitrider. Dette skyldes reduksjonen i gjennomsnittsstørrelsen på inneslutningene i stålet. Begrenset av teknologi, er det fortsatt et betydelig antall inklusjonspartikler mindre enn 0,2 tommer talt. Det er nettopp eksistensen av disse bittesmå nitridpartiklene som har en direkte innvirkning på utmattingstiden til lagerstål. Ti er et av de sterkeste elementene for å danne nitrider. Den har en liten egenvekt og er lett å flyte. En del av Ti forblir i stålet for å danne flerkantede inneslutninger. Slike inneslutninger vil sannsynligvis forårsake lokal spenningskonsentrasjon og utmattelsessprekker, så det er nødvendig å kontrollere forekomsten av slike inneslutninger.
Testresultatene viser at oksygeninnholdet i stålet reduseres til under 20 ppm, nitrogeninnholdet økes, størrelsen, typen og fordelingen av ikke-metalliske inneslutninger er forbedret, og de stabile inneslutningene reduseres betydelig. Selv om nitridpartiklene i stålet øker, er partiklene svært små og fordeler seg i en dispergert tilstand ved korngrensen eller innenfor kornet, noe som blir en gunstig faktor, slik at styrken og seigheten til lagerstålet er godt tilpasset, og hardheten og styrken til stålet økes kraftig. , spesielt forbedringseffekten av kontakttretthetsliv er objektiv.
2. Effekten av oksider på utmattelseslivet
Oksygeninnholdet i stål er en viktig faktor som påvirker materialet. Jo lavere oksygeninnhold, desto høyere renhet og lengre levetid. Det er en nær sammenheng mellom oksygeninnholdet i stål og oksider. Under størkningsprosessen av smeltet stål danner det oppløste oksygenet av aluminium, kalsium, silisium og andre elementer oksider. Oksyd-innholdet er en funksjon av oksygen. Når oksygeninnholdet avtar, vil oksydinneslutningene avta; nitrogeninnholdet er det samme som oksygeninnholdet, og har også et funksjonelt forhold til nitridet, men fordi oksidet er mer spredt i stålet, spiller det samme rolle som omdreiningspunktet til karbidet. , så det har ingen ødeleggende effekt på utmattelseslevetiden til stål.
På grunn av eksistensen av oksider, ødelegger stål kontinuiteten til metallmatrisen, og fordi ekspansjonskoeffisienten til oksider er mindre enn ekspansjonskoeffisienten til lagerstålmatrisen, når det utsettes for vekslende spenning, er det lett å generere spenningskonsentrasjon og bli opprinnelsen til metalltretthet. Det meste av spenningskonsentrasjonen skjer mellom oksider, punktinneslutninger og matrisen. Når spenningen når en stor nok verdi, vil det oppstå sprekker, som raskt vil utvide seg og ødelegge. Jo lavere plastisiteten til inneslutningene og jo skarpere formen er, desto større blir spenningskonsentrasjonen.
3. Effekten av sulfid på utmattelseslivet
Nesten alt av svovelinnholdet i stål eksisterer i form av sulfider. Jo høyere svovelinnhold i stålet, jo høyere sulfid i stålet. Men fordi sulfidet kan være godt omgitt av oksidet, reduseres påvirkningen av oksidet på utmattelseslevetiden, så påvirkningen av antall inneslutninger på utmattelseslevetiden er ikke absolutt relatert til arten, størrelsen og fordelingen av inneslutningene. Jo sikrere inneslutninger det er, desto lavere må utmattelseslevetiden være, og andre påvirkningsfaktorer må vurderes omfattende. I lagerstål er sulfider dispergert og fordelt i en fin form, og blandes med oksidinneslutninger, som er vanskelige å identifisere selv ved metallografiske metoder. Eksperimenter har bekreftet at på grunnlag av den opprinnelige prosessen, har økning av mengden Al en positiv effekt på å redusere oksider og sulfider. Dette er fordi Ca har en ganske sterk avsvovlingsevne. Inneslutninger har liten effekt på styrken, men er mer skadelig for stålets seighet, og skadegraden avhenger av stålets styrke.
Xiao Jimei, en kjent ekspert, påpekte at inneslutninger i stål er en sprø fase, jo høyere volumfraksjon, jo lavere seighet; jo større størrelsen på inneslutningene er, desto raskere avtar seigheten. For seigheten til spaltningsbrudd, jo mindre størrelsen på inneslutningene er og jo mindre avstanden mellom inneslutningene er, jo seigere reduseres ikke bare, men øker. Spaltningsbrudd er mindre sannsynlig å oppstå, og øker dermed spaltningsbruddstyrken. Noen har gjort en spesiell test: de to partiene av stål A og B tilhører samme ståltype, men inneslutningene i hver er forskjellige.
Etter varmebehandling nådde de to partiene av stål A og B samme strekkfasthet på 95 kg/mm', og flytegrensene til stål A og B var de samme. Når det gjelder forlengelse og arealreduksjon er B-stål litt lavere enn A-stål fortsatt er kvalifisert. Etter utmattingstesten (rotasjonsbøyning) finner man at: Et stål er et langtidsholdbart materiale med høy utmattelsesgrense; B er et materiale med kort levetid med lav utmattelsesgrense. Når den sykliske spenningen til stålprøven er litt høyere enn utmattelsesgrensen for A-stålet, er levetiden til B-stålet bare 1/10 av A-stålet. Inneslutningene i stål A og B er oksider. Når det gjelder den totale mengden inneslutninger, er renheten til stål A dårligere enn stål B, men oksidpartiklene til stål A er av samme størrelse og jevnt fordelt; stål B inneholder noen store partikkelinneslutninger, og fordelingen er ikke jevn. . Dette viser fullt ut at Mr. Xiao Jimei sitt synspunkt er riktig.
Innleggstid: 25. juli 2022