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高品质轴承钢疲劳寿命预测模型及夹杂物影响规律研究

发布时间:2022-01-24 23:51
  轴承钢中的夹杂物对疲劳性能有重要的影响。以提高轴承钢疲劳性能为目的,研究国内外轴承钢质量的差异、不同生产工艺及加载条件下各类氧化物夹杂的临界尺寸,并实现不同特征夹杂物对疲劳性能影响的预测,进而为轴承钢生产提供方向,对有效提高我国轴承钢生产水平具有重要的意义。本研究即围绕此目标,通过实验室研究、热态实验、工业试验等手段展开相关研究。通过对国内外高品质轴承钢的冶金质量与疲劳性能的比分析发现,国内部分轴承钢的疲劳性能已与国外高品质轴承钢相近,且洁净度控制思路与国外轴承钢F2类似,即严格控制钢中全氧含量及氧化物类夹杂,尤其是对疲劳性能影响较大的钙铝酸盐类夹杂物,但国内轴承钢在Ti含量控制及钙铝酸盐类夹杂物控制方面仍需提高。通过控制全氧含量的50 kg级热态实验,分析相同脱氧方式下轴承钢中不同全氧含量对氧化物夹杂和疲劳性能的影响,研究发现夹杂物诱发的疲劳断口裂纹源处主要为钙铝酸盐类夹杂物,其次为尖晶石类夹杂物,未发现由硅酸盐类夹杂物诱发的疲劳断裂。对比不同夹杂物的最大裂尖应力强度因子(SIF)Kmax,inc可知:尖晶石类夹杂物引起轴承钢中裂纹萌生的临界应力强度因子与钙铝酸盐类夹杂物相比更小(尖... 

【文章来源】:北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:151 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

高品质轴承钢疲劳寿命预测模型及夹杂物影响规律研究


图2-2?2017年我国出口创汇前10个国家和地区??

粗钢,轴承钢


??2016年1月至2018年6月我国轴承钢粗钢、钢材产量变化情况如图2-1所??80?1 ̄?II?I粗钢产3? ̄?? ̄?钢M产量??,U???■??,:?nL?rta?1?ril??5?50-?^?n???Irnr-^n??_?n?m?n?n??i4〇n??茶?30?..??S?20??10?■??0?ll?Ml?Ml?Ml?■!?■!?Ml?■!?■!?■!?■!?■!?■!?■!?■!?■??1-2?月?34?月?5-6月?7-8?月?9-10?月11-12月?1-2?月?34?月?5*6?月?74?月?9-10?月11-12?月?1-2?月?34月?5-6?月??^?2016年?2017年?^ ̄2018年 ̄^??图2-1?2016年1月至2018年6月我国轴承钢粗钢、钢材产量变化??2017年,轴承进出口贸易额达到89.06亿美元,同比增长11.48%;其中??出口创汇52.3亿美元,同比增长9.8%,轴承创汇40.5亿美元,同比增长9.3%;??进口用汇36.8亿美元,同比增长14%,轴承用汇31.3亿美元,同比增长13.6%。??图2-2为2017年我国出口创汇前10个国家和地区。??(pi???图2-2?2017年我国出口创汇前10个国家和地区??面对激烈的国际竞争,我国轴承钢不能仅仅在产量上领先,质量和钢种??开发上也必须有所突破,以增强我国冶金和轴承产业的国际竞争力。为了加??-5-??

三元相图,精炼渣,低熔点


A??CaO?08?0.7?0.6?0.5?0.4?0.3?0.2?0.1?Al.O,??CaO??weight?fraction??图2-3?CaO-A丨203-Si02-5%Mg0三元相图中低熔点区??g?20r?□高碱度低熔点区??f? ̄ ̄|?口低碱度低熔点区??f?16?r— ̄Tr ̄ir—??聖?12.??^?8W_?______?_??^?-lllllllll??-::?乂:?「'、、、:?、-:H?-、'、:■,'?'?'?:?r??8??0?5?10?15?20??图2-4精炼渣中MgO含量对低熔点区的影响%??2.2.4轴承钢中非金属夹杂物的来源及种类??钢中的非金属夹杂物主要由精炼过程中的脱氧产物及凝固过程中的析出??物组成。总体来说非金属夹杂物是钢中非金属元素,如碳、氮、硫、磷和氧??的化合物,其中以氧和硫的化合物为主[39]。在钢液凝固之前的冶炼过程中,??钢中夹杂物不断的与钢液中的成分相互作用,改变自身的成分、尺寸、位置??和形态[4()]。一般来讲,非金属夹杂物从来源上可分为内生夹杂物和外来夹杂??物两类[4〇’41]:??(1)内生夹杂物是指钢液中的脱氧元素,如铝、硅等,发生脱氧反应后??-13?-??

【参考文献】:
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本文编号:3607521

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