金属零件热加工夹杂物分析计量图像显微镜
流体压力在裂纹尖端产生拉伸应力,导致裂纹快速扩展,随后产生
一个个凹坑而从中溢出。高黏度的润滑剂虽然不能消除金属对金属
的接触,但可以延缓点蚀发生,这表明流体必须很容易进入裂缝才
能造成损坏。
Way得到了一些关于如何设计轧辊以延缓表面疲劳失效的结论
如下:
1.不使用润滑油(但他很快指出这不是一个实际解决方案,因
为没有润滑会加速其他类型磨损的发生,如前面的章节中所讨论的
那样)。
2.增加润滑油的黏度。
3.抛光表面(但这很昂贵)。
4.增加表面硬度(较好轴芯软而韧)。
关于表面上的初始裂纹开始发生的原因没有确定的结论。虽然纯
滚动接触的剪切应力的较大值不是在表面,但是它们的确在表面的
值并不等于零。
夹杂物起源描述了初始裂纹产生的机理。它是假设裂纹起源于
含有“外来”夹杂物的亚表层的或表面的剪应力场。较常见的夹杂
物是材料的氧化物,它们是在加工过程形成,并嵌入到基材内部的
。这些夹杂物通常硬度很高、形状不规则,容易引起应力集中。一
些学者发表了亚表层裂纹起始于氧化物杂质的显微照片(或以其他
方式确认)。“这些氧化物夹杂物通常以桁条或细长颗粒团聚物的
形式出现…,这为在应力作用下,在不利位置产生高应力集中点提
供了更大的可能。从夹杂物开始的裂纹扩展可能保持在亚表层,也
可能扩展到表面。如上所述,在后面一种情况下,它提供了液压扩
展源点。在这两种情况下,较终导致点蚀或剥落。
几何应力集中(GSC) 在第4章中已经讨论。例如,当一个接触
零件在轴向比另一个零件短的时候(常见的有凸轮一从动件连接和
滚动轴承),这种机理可以在表面发生作用。在对压的滚子中,短
滚子的端部产生线接触应力集中,点蚀或剥落可能会发生在该位置
。这是使用鼓形滚子的一个原因,鼓形滚子除了在船平面具有滚子
的半径外,还在弦平面具有大的凸面曲率半径。如果接触载荷可以
预测,由于滚子的变形,鼓形滚子半径可以调整到在接触区轴线方
向产生更均匀的应力分布。然而,在轻载荷时,接触面积会减小,
因此,高应力将出现在中心;而当载荷高于设计值时,在两端应力
集中将会再现。