【摘要】：納米貝氏體滲碳軸承鋼因優(yōu)異的強(qiáng)韌性和滾動(dòng)接觸疲勞性能而受到軸承行業(yè)的廣泛關(guān)注,現(xiàn)已用于大型風(fēng)電機(jī)組主軸軸承和軋機(jī)軸承等重載軸承的制造中。軸承在服役過(guò)程中的主要失效形式是滾動(dòng)接觸疲勞和磨損。為此,深入了解軸承在滾動(dòng)接觸疲勞和摩擦磨損過(guò)程中組織微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,掌握組織對(duì)疲勞性能的影響,明確滾動(dòng)接觸疲勞失效的機(jī)理是非常重要的。本文以新型納米貝氏體滲碳軸承鋼G23Cr2-Ni2Si1Mo鋼為研究對(duì)象,探討了不同組織對(duì)疲勞性能及其耐磨性的影響;系統(tǒng)地研究了線接觸滾動(dòng)疲勞過(guò)程中的組織演變規(guī)律及其疲勞機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):在滾動(dòng)接觸疲勞過(guò)程中,貝氏體鐵素體板條逐漸變細(xì);富碳的薄膜狀殘余奧氏體比塊狀殘余奧氏體穩(wěn)定,在長(zhǎng)時(shí)間和較大載荷下才能轉(zhuǎn)變成馬氏體,使表層體積膨脹,殘余壓應(yīng)力和硬度增大;未溶碳化物部分發(fā)生回溶,使碳原子擴(kuò)散到殘余奧氏體中,增大了殘余奧氏體的穩(wěn)定性和基體的硬度;馬氏體組織增加了基體硬度,同時(shí)承擔(dān)部分應(yīng)力,保護(hù)附近殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體,提高基體的強(qiáng)度和韌性。在滾動(dòng)接觸疲勞過(guò)程中,裂紋起源于亞表層的相界面和碳化物等夾雜物顆粒周圍的薄弱區(qū)域,在這些地方形成微孔,然后隨著滾動(dòng)循環(huán)周次的增大,微孔逐漸長(zhǎng)大形成裂紋,并向接觸表面擴(kuò)展;裂紋在擴(kuò)展過(guò)程中會(huì)受到未溶球狀碳化物顆粒的阻礙,停止或者改變傳播方向。由細(xì)小納米貝氏體鐵素體、薄膜狀殘余奧氏體、未溶球狀碳化物和少量馬氏體組成的混合組織的耐磨性最好。在磨損過(guò)程中表層組織嚴(yán)重細(xì)化,碳化物回溶,亞表層材料在摩擦熱的作用下發(fā)生過(guò)回火,使碳化物逐漸長(zhǎng)大,硬度降低,在表層0.4mm以下殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體,使基體硬度增加。
【圖文】：

可以看出中國(guó)所占比例之大，已經(jīng)具有引領(lǐng)全球風(fēng)電發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的能力。中國(guó)近年來(lái)風(fēng)電裝機(jī)容量如圖1-1 所示[1]。根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三·五”規(guī)劃》目標(biāo)，到 2020 年底，我國(guó)應(yīng)該大力發(fā)展清潔、安全、能夠持續(xù)發(fā)展的新型清潔能源，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量必須要達(dá)到2.1 億千瓦以上。所以，就目前我國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量而言，未來(lái)兩年，我國(guó)還將新增4132 萬(wàn)千瓦風(fēng)電并網(wǎng)容量[2]。我國(guó)風(fēng)電行業(yè)之所以發(fā)展迅猛，是因?yàn)槟茉垂⿷?yīng)越來(lái)越緊張，，風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和利用能減緩自然能源的日益枯竭，可以有效降低環(huán)境的污染。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速崛起帶動(dòng)了相關(guān)軸承行業(yè)的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域的“世界制造中心”。但在核心技術(shù)上，我國(guó)還處于引進(jìn)和跟蹤階段。在軸承等核心零部件的研發(fā)，可靠性和壽命，材料及熱處理等技術(shù)方面與國(guó)外著名軸承制造公司相比仍有一定的差距[3]。為了盡快實(shí)現(xiàn)大功率機(jī)組軸承的國(guó)產(chǎn)化，不斷降低該行業(yè)對(duì)外技術(shù)的依存度。我國(guó)制定了一些優(yōu)質(zhì)軸承鋼的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軸承鋼中的成分偏析、碳化物尺寸、夾雜物種類和氧含量進(jìn)行了限制，使生產(chǎn)水平得到提高，與國(guó)外水平基本持平。但在碳化物的均勻分布、網(wǎng)狀碳化物等微觀控制方面仍然存在較大差距，這些因素的共同作用導(dǎo)致了我國(guó)風(fēng)電軸承質(zhì)量的不足，另外風(fēng)電軸承使用壽命、安全可靠性和一致性都低于國(guó)外產(chǎn)品。但隨著真空冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，科研和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的豐富。近年來(lái)我國(guó)也取得了豐碩的成果。2010 年，張福成[4]等人開(kāi)發(fā)了一種長(zhǎng)壽命軸承用鋼，該材料制造的軸承表面為高碳納米貝氏體組織，心部為低碳回火馬氏體組織�？萍疾扛咝滤驹诤贾萁M織召開(kāi)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃“7MW 級(jí)風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)

第 1 章 緒 論。在上述應(yīng)用情況下，為了增加軸承的運(yùn)行壽命，不出現(xiàn)或晚摩擦磨損、腐蝕及噪聲等種種現(xiàn)象，必須確保軸承具有高的精夠高的硬度，動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的強(qiáng)度以及保證良好的韌性，以確保寸穩(wěn)定性。另外，軸承制造過(guò)程中也應(yīng)該確保良好的冷熱加工機(jī)械工程行業(yè)達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，要求軸承鋼要有以下特征，如用條件的不同，軸承鋼為滿足諸多苛刻的條件，逐漸趨向性
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 彭朝林;謝小鵬;陳禎;;潤(rùn)滑因素與滾動(dòng)軸承失效的關(guān)系研究[J];潤(rùn)滑與密封;2015年08期

2 張國(guó)宏;張志成;吳開(kāi)明;;高碳鉻軸承鋼的成分設(shè)計(jì)和熱處理工藝的研究進(jìn)展[J];特殊鋼;2015年03期

3 劉宏基;孫俊杰;江濤;郭生武;柳永寧;林鑫;;一種超高碳鋼的滾動(dòng)接觸疲勞研究[J];金屬學(xué)報(bào);2014年12期

4 王玉輝;劉利剛;蔡大勇;肖福仁;楊慶祥;廖波;;支承輥鋼接觸疲勞過(guò)程中的表層組織變化[J];中國(guó)表面工程;2012年06期

5 張茂華;毛衛(wèi)民;;取向電工鋼中碳化物在冷變形過(guò)程中的行為[J];材料研究學(xué)報(bào);2012年04期

6 虞明全;;軸承鋼鋼種系列的發(fā)展?fàn)顩r[J];上海金屬;2008年03期

7 李友國(guó);康國(guó)政;汪長(zhǎng)安;竇鵬;王進(jìn);;殘余應(yīng)力對(duì)接觸疲勞裂紋萌生壽命的影響[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年12期

8 竇鵬,李友國(guó),梁開(kāi)明,汪長(zhǎng)安;中碳貝氏體鋼支承輥的垂直裂紋分析[J];金屬熱處理;2005年03期

9 肖英龍;中碳軸承鋼的開(kāi)發(fā)[J];特殊鋼;2003年05期

10 姚振強(qiáng),張雪萍,俞亞波,胡海;轎車后輪軸承磨粒磨損失效特性與產(chǎn)生機(jī)理[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2002年03期

本文編號(hào)：2674859