RKS.061.25.1754型號外齒外徑1901mm型號轉(zhuǎn)盤軸承狀態(tài)說明:
RKS.061.25.1754型號軸承采用GCr15鋼軸承圈加工而成,經(jīng)過熱加工鍛造后球化退火處理,終熱處理為淬回火處理,以便提高外齒轉(zhuǎn)盤軸承強度和表面耐磨性。外圓及內(nèi)孔經(jīng)過磨削加工,然后在63KN的超精磨巖機上磨加工成圖紙的尺寸精度來使用。正常加工的轉(zhuǎn)盤軸承產(chǎn)品,磨加工后應(yīng)該為較為外觀平整,倒角規(guī)整。圖示上部為的軸承圈樣品,如果把軸承套圈壓開斷口為平直的邊緣。壓開處為凹凸不平的斷口。說明軸承材質(zhì)沒有處理到位,左下角軸承圈內(nèi)壁表層為開裂的起始部位,裂紋源明顯可見多源臺階,并呈脆性放射狀向右上角擴展至外表層處斷裂。外表層處有傾斜的細瓷狀終斷區(qū)剪切唇(見圖1)。
距軸承圈高度中心,垂直于斷面線切割截取樣塊。鑲嵌件的上部為軸承廠家的壓斷件,右側(cè)為壓開的斷口,斷口較為平整,該樣塊編號為1#樣件。鑲嵌件下部為公司自行處理的壓斷件,右側(cè)同樣為壓開的斷口,呈圓弧狀凹凸不平的斷口,樣塊的內(nèi)壁表層可見明顯的白亮層,該樣塊編號為2#樣件(見圖
3.轉(zhuǎn)盤軸承成品檢測
(1)1#樣件檢測 壓開的斷口處表面為平直的穿晶特征形貌,表層未見氧化脫碳現(xiàn)象,次表層為隱針狀馬氏體+顆粒狀碳化物+少量殘留奧氏體(見圖3)。心部組織同樣為隱針狀馬氏體、顆粒狀碳化物及少量殘留奧氏體,黑白區(qū)分布相當明顯,這是軸承鋼較低溫度加熱淬火的特征組織,應(yīng)該屬于正常的軸承鋼淬回火組織(見圖4)。
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斷面的局部區(qū)域為沿圓弧坑開裂的細晶狀斷口,斷續(xù)分布的圓弧坑屬于非金屬夾雜物的脫落坑。在顆粒狀夾雜物較多的部位,由于夾雜物與基體組織的結(jié)合力較弱,裂紋沿夾雜物邊緣擴展。次表層及心部組織仍然為隱針狀馬氏體+顆粒狀碳化物+少量殘留奧氏體,心部存在少量的帶狀碳化物(見圖5~圖 6)。
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(2)2#樣件檢測 軸承圈內(nèi)壁表層處白亮層較為嚴重,白亮層為近似等軸狀分布的鐵素體組織,屬于高溫高氧化氣氛形成的全脫碳層,經(jīng)測量全脫碳層深度達0.15mm,該組織的強度非常低(見圖7)。白亮層以下色澤較深的為貧碳層,貧碳層深度為0.10mm,組織為隱針狀馬氏體及少量殘留奧氏體。由于貧碳層的碳勢較低,白色顆粒狀碳化物析出較少(見圖8)。
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軸承圈內(nèi)壁左側(cè)為開裂起始部位,表面脫碳層較為明顯,裂紋的開口處將全脫碳層劈開,斷口的起始部位有晶粒脫落的脆性開裂現(xiàn)象(見圖9)。斷口擴展呈沿晶開裂的特征形貌,有些區(qū)域晶粒已經(jīng)大量脫落,斷口二次裂紋的沿晶開裂特征更為明顯(見圖10)。
斷口附近存在大量的晶間熔洞,這是低熔點非金屬夾雜物熔融的特征組織。同時伴有晶粒脫落的孔洞以及氧化物浸潤的沿晶二次裂紋。表明熱加工鍛造過程中,加熱溫度較高,晶界弱化,晶間結(jié)合力顯著降低,在鍛造應(yīng)力作用下局部已經(jīng)形成鍛造熱裂紋(見圖11)。試樣的心部同樣存在較明顯的晶間熔洞組織,顆粒狀碳化物分布也不太均勻(見圖12)。
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4.結(jié)論與分析
夾雜元素硫以化合物的形態(tài)存在于鋼鐵材料的基體中,它首先與錳結(jié)合形成1600℃高熔點硫化錳,剩下的硫與鐵結(jié)合形成1200℃左右低熔點硫化鐵以及980℃共晶硫化鐵,硫化鐵以及共晶硫化鐵才是形成晶間溶洞的低熔點夾雜物。硫化物夾雜雖然沒有氧化鋁夾雜的危害性大,但較多量的硫化物也對基體組織造成損傷,降低材料強度,增加材料脆性,極易形成鍛造熱裂紋。帶狀碳化物的存在,同樣降低材料強度和韌性,嚴重的帶狀碳化物更加能夠割斷基體的連續(xù)性。
1#樣件的軸承斷口較為平整,以穿晶斷裂特征為主,局部呈現(xiàn)沿顆粒狀夾雜物開裂的圓弧坑,這是低熔點硫化物夾雜分布不均勻造成的。2#樣件鍛造加熱溫度過高,晶界寬化,晶間弱化,甚至形成低熔點夾雜物熔融的晶間熔洞,材料強度顯著降低,在鍛造應(yīng)力作用下,局部區(qū)域產(chǎn)生沿晶開裂的微裂紋。也正是由于鍛造的高溫加熱,使裂紋內(nèi)充滿高溫氧化物。鍛件既存熱鍛開裂的沿晶微裂紋,以及內(nèi)壁表層較嚴重的脫碳層,進一步降低材料的抗拉強度,使工件在壓斷過程中形成多臺階的應(yīng)力集中裂紋源,然后形成放射狀擴展的脆性斷裂特征。
Main dimensions |
Fixing holes |
Gear teeth |
Tooth force |
|
|
Basic load rating |
curves |
Designation |
||||||||||||
De |
Dm |
Di |
Fe |
He |
Ne |
Fi |
hi |
Ni |
D |
m |
z |
Norm Tooth |
Max tooth fouce |
Mass |
Fig N° |
Axial dyn.C |
Axial Stat.Co |
Race ways(r) |
Bolt(b) |
|
mm |
kN |
kN |
Kg |
|
kN |
kN |
|
|
|
1901 |
1754 |
1646 |
1818 |
22 |
60 |
1690 |
22 |
60 |
1870 |
10 |
187 |
49 |
88 |
225 |
B |
424 |
2847 |
13r |
13b |
RKS.061.25.1754 |
2073.4 |
1904 |
1796 |
1968 |
22 |
64 |
1840 |
22 |
64 |
2030 |
14 |
145 |
69 |
124 |
270 |
B |
571 |
4048 |
14r |
14b |
RKS.061.25.1904 |
當軸承材料兩端存在溫度差時,熱量自動地從熱端傳向冷端的現(xiàn)象稱為熱傳導。外齒轉(zhuǎn)盤軸承是熱能傳遞的一種形式,物質(zhì)的熱傳遞能力可用熱導率來表征。
軸承中傳導熱量的載體是電子、晶格振動波和電磁輻射,傳導的總熱量是各載體傳導的疊加。金屬中有大量自由電子且質(zhì)量輕,能夠迅速實現(xiàn)熱量傳遞,因而主要靠自由電子傳熱;非金屬浸提,如一般離子晶體晶格中,自由電子很少,晶格振動是主要的導熱機構(gòu)。
熱導率是(thermal conductivity)指在單位溫度梯度下,單位時間內(nèi)通過單位轉(zhuǎn)盤軸承橫截面的熱量,反映軸承材料的導熱能力。通常將熱導率低于0.22 W·m-1·K-1的軸承材料稱為隔熱材料。
傅里葉導熱定律:對于各向同性的物質(zhì),當x軸方向存在溫度梯度dT/dx,且各點溫度不隨時間變化(穩(wěn)定傳熱)時,在△t時間內(nèi)沿x軸方向穿過橫截面積A的熱量Q,則:
Q = -λ·(dT/dx)·A·△t
負號—熱流逆著溫度梯度方向;λ—熱導率或?qū)嵯禂?shù),W·m-1·K-1;
3.2 熱導率的影響因素
對軸承的熱導率的主要影響因素有原子結(jié)構(gòu)、溫度、晶粒尺寸、合金成分及氣孔率。