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影响40Cr钢板接触疲劳寿命的三个主要因素
影响40Cr钢板接触疲劳寿命的三个主要因素是硬度、钢中夹杂物和氢含量。据统计,由钢中非金属夹杂物和碳化物不均匀等冶金质量缺陷所引起的失效数占总失效数的65%。钢中非金属夹杂物主要来源于冶炼过程中产生的脱氧产物、钢液凝固时析出的硫化物和碳氮化物,以及出钢时残留的钢渣、连铸过程中钢液对耐火材料的侵蚀以及钢液的二次氧化等。钢中非金属夹杂物的组成、形貌、尺寸、数量以及分布受钢液纯净度的控制,夹杂物的存在影响了了钢在铸态及热处理状态下的组织均匀性,从而最终影响40Cr钢板的使用寿命。夹杂物对疲劳裂纹产生的影响程度依赖于其化学成分、尺寸、密度、分布位置及形貌。
一般情况下,通过控制炼钢过程来降低钢中夹杂物的数量和尺寸,若要使悍达耐磨钢达到使用要求,关键是控制好它的冶金质量及化学成分、洁净度(钢中夹杂物)及组织均匀性。因此,各国研究人员对钢中夹杂物种类及控制进行了很多研究,也取得了很多成果。
悍达耐磨钢中的夹杂物直接影响轴承钢的质量,从而影响其使用寿命。在控制好悍达耐磨钢主要合金元素化学成分的前提下,其冶炼质量主要靠钢液洁净度和铸态钢组织控制,其关键是钢中氧含量及氧化物夹杂的控制。悍达耐磨板中夹杂物控制存在的主要问题是钢的纯净度控制不稳定;精炼、浇铸工艺有待进一步优化;铸坯质量在线检测设备缺乏,夹杂物检测方法有待改进。合理控制初炼炉的终点碳含量、选择合适的脱氧剂提高脱氧能力或使夹杂物变性、优化精炼渣成分提高其吸取夹杂物的能力、优化熔炼工艺减少大尺寸夹杂物并改善其在钢中的分布是降低悍达耐磨钢中氧及氧化物夹杂的主要措施。
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