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影響軋機(jī)軸承壽命的因素及控制方法：

滾動軸承的早期失效形式，主要有破裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞，在正常條件下主要是接觸疲勞。軸承零件的失效除了服役條件之外，主要受鋼的硬

度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、抗蝕性和無油軸承襯套內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)制約。影響這些性能和狀態(tài)的主要青銅基軸承因素及控制方法：

1.淬火鋼中的馬氏體：

高碳鉻鋼原始組織為粒狀珠光體時，在淬火自潤滑鋼套低溫回火狀態(tài)下，淬火馬氏體含碳量，明顯影響鋼的力學(xué)性能。強(qiáng)度、韌性在0.5%左右，接觸疲勞壽

命在0.55%左右，抗壓潰能力在0.42%左右，當(dāng)GCr15鋼淬火馬氏體含碳量為0.5%～0.56%時，可以獲得抗失效能力最強(qiáng)的綜合力學(xué)性能。

應(yīng)該指出，在這種情況下獲得的馬氏體是隱晶馬氏體，測得的含碳量是平均含碳量。實(shí)際上，馬氏體中的含碳量在微區(qū)內(nèi)是不均勻的，靠近碳化物周圍的碳

濃度高于遠(yuǎn)離碳化物原鐵素體部分，因而它們開始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度不同，從而抑制了馬氏體晶粒的長大和顯微形態(tài)的顯示而成為隱晶馬氏體。它可避

免高碳鋼淬火時易出現(xiàn)的顯微裂紋，而且其亞結(jié)構(gòu)為強(qiáng)度與韌性均高的位錯型板條狀馬氏體。因此，只有當(dāng)高碳鋼淬火時獲得中碳隱晶馬氏體時軸承零件才

可能獲得抗失效能力最佳的基體。

2.淬火鋼中的殘留奧氏體：

高碳鉻鋼經(jīng)正常淬火后，可含有8%～20%Ar(殘留奧氏體)。軸承零件中的Ar有利也有弊，為了興利除弊，Ar含量應(yīng)適當(dāng)。由于Ar量主要與淬火加熱奧氏體化

條件有關(guān)，它的多少又會影響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數(shù)量，較難正確反映Ar量對力學(xué)性能的影響。為此，固定奧氏條件，利用奧氏體體化熱穩(wěn)

定化處理工藝，以獲得不同Ar量，在此研究了淬火低溫回火后Ar含量對GCr15鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增多，硬度和接觸疲勞壽命

均隨之而增加，達(dá)到峰值后又隨之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出現(xiàn)在17%Ar左右，而接觸疲勞壽命峰值出現(xiàn)在9%左右。當(dāng)試驗載荷減小時，

因Ar量增多對接觸疲勞壽命的影響減小。這是由于當(dāng)Ar量不多時對強(qiáng)度降低的影響不大，而增韌的作用則比較明顯。原因是載荷較小時，Ar發(fā)生少量變形，

既消減了應(yīng)力峰，又使已變形的Ar加工強(qiáng)化和發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變而強(qiáng)化。但如載荷大時，Ar較大的塑性變形與基體會局部產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂，

從而使壽命降低。應(yīng)該指出，Ar的有利作用必須是在Ar穩(wěn)定狀態(tài)之下，如果自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，將使鋼的韌性急劇降低而脆化。

3.淬火鋼中的未溶碳化物：

淬火鋼中未溶碳化物的數(shù)量、形貌、大小、分布，既受到鋼的化學(xué)成分和淬火前原始組織的影響，又受奧氏體化條件的影響，有關(guān)未溶碳化物對軸承壽命的

影響研究較少。碳化物是硬脆相，除了對耐磨性有利之外，承載時因會(特別是碳化物呈非球形)與基體引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，從而會降低韌性和疲勞抗

力。淬火未溶碳化物除了自身對鋼的性能產(chǎn)生影響之外，還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及分布，從而對鋼的性能產(chǎn)生附加影響。為了揭示未溶碳化物

對性能的影響，采用不同含碳量的鋼，淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的狀態(tài)，經(jīng) 150℃回火后，由于馬氏體含碳量相同，而

且硬度較高，因而未溶碳化物少量增高對硬度增高值不大，反映強(qiáng)度和韌性的壓潰載荷則有所降低，對應(yīng)力集中敏感的接觸疲勞壽命則明顯降低。因此淬火

未溶碳化物過多對鋼的綜合力學(xué)性能和失效抗力是有害的。適當(dāng)降低軸承鋼的含碳量是提高制件使用壽命的途徑之一。

淬火未溶碳化物除了數(shù)量對材料性能有影響之外，尺寸、形貌、分布也對材料性能產(chǎn)生影響。為了避免軸承鋼中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少(數(shù)量

少)、小(尺寸小)、勻(大小彼此相差很小，而且分布均勻)、圓(每粒碳化物皆呈球形)。應(yīng)該指出，軸承鋼淬火后有少量未溶碳化物是必要的，不僅可以保持足

夠的耐磨性，而且也是獲得細(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件。閥門進(jìn)口泵工業(yè)洗衣機(jī)

4.淬火回火后的殘留應(yīng)力：

軸承零件經(jīng)淬火低溫回火后，仍具有較大的內(nèi)應(yīng)力。零件中的殘留內(nèi)應(yīng)力有利和弊兩種狀態(tài)。鋼件熱處理后，隨著表面殘留壓應(yīng)力的增大，鋼的疲勞強(qiáng)度隨

之增高，反之表面殘留內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時，則使鋼的疲勞強(qiáng)度降低。這是由于零件的疲勞失效出現(xiàn)在承受過大拉應(yīng)力的時候，當(dāng)表面有較大壓應(yīng)力殘存時，

會抵消同等數(shù)值的拉應(yīng)力，而使鋼的實(shí)際承受拉應(yīng)力數(shù)值減小，使疲勞強(qiáng)度極限值增高，當(dāng)表面有較大拉應(yīng)力殘存時，會與承受的拉應(yīng)力載荷疊加而使鋼的

實(shí)際承受的拉應(yīng)力明顯增大，即使疲勞強(qiáng)度極限值降低。因此，使軸承零件淬火回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，也是提高使用壽命的措施之一(當(dāng)然過大的殘

留應(yīng)力可能引起零件的變形甚至開裂，應(yīng)給予足夠重視)。

5.鋼的雜質(zhì)含量：

鋼中的雜質(zhì)包括非金屬夾雜物和有害元素(酸溶)含量，它們對鋼性能的危害往往是相互助長的，如氧含量越高，氧化物夾雜物就越多。鋼中雜質(zhì)對力學(xué)性能和

制件抗失效能力的影響與雜質(zhì)的類型、性質(zhì)、數(shù)量、大小及形狀有關(guān)，但通常都有降低韌性、塑性和疲勞壽命的作用。

隨著夾雜物尺寸的增大，疲勞強(qiáng)度隨之而降低，而且鋼的抗拉強(qiáng)度越高，降低趨勢加大。鋼中含氧量增高(氧化物夾雜增多)，彎曲疲勞和接觸疲勞壽命在高應(yīng)

力作用下也隨之降低。因此，對于在高應(yīng)力下工作的軸承零件，降低制造用鋼的含氧量是必要的。一些研究表明，鋼中的MnS夾雜物，因形狀呈橢球狀,而且

能夠包裹危害較大的氧化物夾雜,故其對疲勞壽命降低影響較小甚至還可能有益,故可從寬控制。

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