Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Umur Kelelahan Baja Bantalan

Faktor apa saja yang mempengaruhi umur kelelahan baja bantalan? Permasalahan di atas dianalisis sebagai berikut:
1. Pengaruh nitrida pada umur kelelahan
Beberapa ahli telah menunjukkan bahwa ketika nitrogen ditambahkan ke baja, fraksi volume nitrida berkurang. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya ukuran rata-rata inklusi pada baja. Dibatasi oleh teknologi, masih terdapat sejumlah besar partikel inklusi yang berukuran lebih kecil dari 0,2 inci. Keberadaan partikel nitrida kecil inilah yang berdampak langsung pada umur kelelahan baja bantalan. Ti adalah salah satu unsur terkuat untuk membentuk nitrida. Ia memiliki berat jenis yang kecil dan mudah mengapung. Sebagian Ti tetap berada di dalam baja untuk membentuk inklusi multi-sudut. Inklusi tersebut kemungkinan besar akan menyebabkan konsentrasi tegangan lokal dan retakan lelah, sehingga perlu dilakukan pengendalian terhadap terjadinya inklusi tersebut.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa kandungan oksigen dalam baja berkurang hingga di bawah 20ppm, kandungan nitrogen meningkat, ukuran, jenis dan distribusi inklusi non-logam ditingkatkan, dan inklusi stabil berkurang secara signifikan. Meskipun partikel nitrida dalam baja meningkat, partikelnya sangat kecil dan terdistribusi dalam keadaan terdispersi pada batas butir atau di dalam butir, yang menjadi faktor yang menguntungkan, sehingga kekuatan dan ketangguhan baja bantalan seimbang. dan kekerasan serta kekuatan baja meningkat pesat. , terutama efek peningkatan umur kelelahan kontak bersifat objektif.
2. Pengaruh oksida pada umur kelelahan
Kandungan oksigen dalam baja merupakan faktor penting yang mempengaruhi material. Semakin rendah kandungan oksigennya, semakin tinggi kemurniannya dan semakin lama masa pakainya. Ada hubungan erat antara kandungan oksigen dalam baja dan oksida. Selama proses pemadatan baja cair, oksigen terlarut dari aluminium, kalsium, silikon dan unsur lainnya membentuk oksida. Kandungan inklusi oksida adalah fungsi oksigen. Dengan menurunnya kandungan oksigen, inklusi oksida akan berkurang; kandungan nitrogen sama dengan kandungan oksigen, dan juga memiliki hubungan fungsional dengan nitrida, tetapi karena oksida lebih tersebar di dalam baja, ia memainkan peran yang sama sebagai titik tumpu karbida. , sehingga tidak mempunyai efek merusak pada umur lelah baja.
Karena adanya oksida, baja merusak kontinuitas matriks logam, dan karena koefisien muai oksida lebih kecil dari koefisien muai matriks baja bantalan, ketika mengalami tegangan bolak-balik, mudah untuk menghasilkan konsentrasi tegangan dan menjadi asal muasal kelelahan logam. Sebagian besar konsentrasi tegangan terjadi antara oksida, inklusi titik, dan matriks. Ketika tegangan mencapai nilai yang cukup besar, akan terjadi retakan yang dengan cepat meluas dan hancur. Semakin rendah plastisitas inklusi dan semakin tajam bentuknya, semakin besar konsentrasi tegangannya.
3. Pengaruh sulfida terhadap umur kelelahan
Hampir seluruh kandungan sulfur pada baja berbentuk sulfida. Semakin tinggi kandungan sulfur pada baja maka semakin tinggi pula kandungan sulfida pada baja tersebut. Namun, karena sulfida dapat dikelilingi dengan baik oleh oksida, maka pengaruh oksida terhadap umur kelelahan berkurang, sehingga pengaruh jumlah inklusi terhadap umur kelelahan tidak mutlak, berkaitan dengan sifat, ukuran dan sebaran sulfida. inklusi. Semakin banyak inklusi tertentu yang ada, umur kelelahan harus semakin rendah, dan faktor-faktor lain yang mempengaruhi harus dipertimbangkan secara komprehensif. Dalam baja bantalan, sulfida tersebar dan didistribusikan dalam bentuk yang halus, dan bercampur dengan inklusi oksida, yang sulit diidentifikasi bahkan dengan metode metalografi. Eksperimen telah mengkonfirmasi bahwa berdasarkan proses aslinya, peningkatan jumlah Al mempunyai efek positif pada pengurangan oksida dan sulfida. Hal ini dikarenakan Ca mempunyai kemampuan desulfurisasi yang cukup kuat. Inklusi memiliki pengaruh yang kecil terhadap kekuatan, namun lebih berbahaya bagi ketangguhan baja, dan tingkat kerusakan bergantung pada kekuatan baja.
Xiao Jimei, seorang ahli terkenal, menunjukkan bahwa inklusi dalam baja adalah fase rapuh, semakin tinggi fraksi volumenya, semakin rendah ketangguhannya; semakin besar ukuran inklusi, semakin cepat penurunan ketangguhannya. Untuk ketangguhan patahan belahan dada, semakin kecil ukuran inklusi dan semakin kecil jarak inklusi, maka ketangguhannya tidak hanya berkurang, tetapi juga bertambah. Fraktur belahan dada lebih kecil kemungkinannya untuk terjadi, sehingga meningkatkan kekuatan patah belahan. Seseorang telah melakukan pengujian khusus: kedua kumpulan baja A dan B berasal dari jenis baja yang sama, tetapi inklusi yang terkandung di dalamnya berbeda.