Подшипниковая сталь

Работа подшипника предполагает воздействие постоянного знакопеременного повышенного напряжения. Опорная поверхность имеет небольшую площадь, а давление – чрезвычайно мощное. Поэтому естественно возникновение локальных напряжений с переменным знаком – у контура поверхность растягивается, в центре – сжимается.
Подшипниковая сталь

Качественные подшипники являются залогом превосходных эксплуатационных свойств множества машин и механизмов. Поэтому шарики, ролики, нагнетательные клапаны, кольца, толкатели, другие элементы для подшипников изготавливают из особенной стали.

Общая характеристика стали для подшипников

Какую сталь используют на подшипниках? К ней предъявляется целый ряд требований, выполнение которых обеспечивает надежность изготавливаемых деталей. Химический состав и ключевые свойства металла должны соответствовать эксплуатационным условиям, в которых работают подшипниковые изделия. Шарикоподшипниковой является сталь со специальным конструкционным составом.

Работа подшипника предполагает воздействие постоянного знакопеременного повышенного напряжения. Опорная поверхность имеет небольшую площадь, а давление – чрезвычайно мощное. Поэтому естественно возникновение локальных напряжений с переменным знаком – у контура поверхность растягивается, в центре – сжимается. Разовое возникновение напряжения не имеет значения, но в подшипниках оно создается постоянно, непрерывно, бесконечно. И это может стать поводом для появления усталостных трещин в металле, в итоге – приводящих к полному разрушению изделия.

Детали шарикоподшипников подвергаются влиянию и другой нагрузки – истиранию. Контактирование поверхностей служит причиной возникновения напряжений из-за силы трения. Начинают отпадать микроскопические частички металла, зазор между шариками и кольцами увеличивается, что, в свою очередь, ведет к ускорению абразивного износа.

Подшипниковая сталь 2

Истирание поверхности металла зависит от следующих факторов:

  • активности среды, в которой эксплуатируется подшипник;
  • качества и характеристик смазочных материалов, используемых при работе;
  • уровня качества производства изделия;
  • количества наличествующих абразивных частиц.

Учитывая все особенности, подшипниковая сталь должна соответствовать критериям:

  • обладать повышенной износостойкостью и надежностью, невысокой хрупкостью;
  • иметь хороший уровень упругости;
  • показатель сопротивления усталостности металла должен быть на высоте;
  • содержание неметаллических примесей, наличие дефектов (трещин, волосовин, прочего) должно быть сведено к нулю.

Производство и состав подшипниковых сталей

Сталь для подшипников качения выплавляется в основном в электродуговых печах, реже в мартеновских кислых.

Использование электродуговых агрегатов предполагает технологии:

  • обработку сплава синтетическим шлаком – в ковше;
  • обработку шлаком в печи.

Используется свежая шихта или способ переплава. Партию затем подвергают дополнительной обработке, удаляя неметаллические включения, газы, примеси.

Популярные марки стали для подшипников: ШХ20СГ, ШХ15СГ, ШХ15, 11Х18М-ШД, 95Х18-Ш. В них в разных количествах содержатся следующие элементы:

  • достаточно много углерода, обеспечивающего нужную стойкость к истиранию, и прочность для эксплуатации в условиях повышенной температуры – выше 100ºС;
  • марганец, хром – повышают сопротивление к истираемости;
  • марганец, кремний – действуя как раскислители, могут уменьшать уровень вязкости;
  • хром дает сплаву твердости, улучшает сопротивляемость к износу;
  • молибден увеличивает долговечность.

Другие добавки могут негативно влиять на качество сплава, поэтому их количество строго регламентируется:

  • медь – повышает прочность, но провоцирует появление трещин на поверхностях изделий;
  • никель – в больших количествах ухудшает показатели твердости;
  • фосфор – делает сплав губчатым, хрупким.

Также нежелательно присутствие свинца, азота, олова, мышьяка.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector