O aço G20CR2NI4 é comumente usado na produção de moinhos de rolagem e rolamentos super grandes que podem suportar impactos de carga pesada. Após o tratamento de carburismo, a superfície do material tem alta dureza, resistência ao desgaste e força de fadiga de contato, enquanto o teor de carbono no núcleo é baixo e tem boa tenacidade, que pode suportar grandes cargas de impacto. Um certo moinho de aço usa rolamentos de moinho de rolamento fornecidos por dois fabricantes, modelo FCDP100144530. Um dos rolamentos dos fabricantes sofreu fratura de rolos quando foi colocado em operação. O autor conduziu testes e análises sobre a composição química, dureza e microestrutura de dois rolos para determinar suas diferenças essenciais.
1. Análise e teste
1.1 Análise de macro
A inspeção macroscópica foi realizada nos rolamentos cilíndricos com falha dos dois fabricantes (amostra 1 para rolos de mancal não frágeis e amostra 2 para rolos frágeis de mancal). Os rolos tinham uma forma cilíndrica oca com um orifício central e um tamanho de 50 mm × 100 mm, com um orifício interno de 10mm. A análise de fraturas macroscópicas foi realizada nas amostras com falha, com a amostra 1 mostrando a morfologia da fratura por fadiga e a amostra 2 mostrando a morfologia instantânea da fratura com o orifício interno como fonte de trincas. Ao testar a qualidade da superfície da amostra, verificou -se que a parede interna da amostra 2 era mais áspera que a da amostra 1, e houve rachaduras visíveis nas duas faces finais da amostra 2, como mostra a Figura 1.
1.2 Análise de composição química
A análise de composição química do rolo com falha foi realizada usando o espectrômetro fotoelétrico de leitura direta do Spectrlabm10, e os resultados são mostrados na Tabela 1. De acordo com a Tabela 1, os materiais desses dois rolos atendem aos requisitos de composição de condições de aço técnico para aço de aço carbonizado ".
Fig.1 Fotos do rolo de falha
1.3 Análise de microestrutura
Corte amostras com uma altura de 20 mm das amostras falhas 1 e 2, moem e as polirão e observe -as usando um microscópio metalográfico do Olympus GX51 após a gravação com uma solução de álcool ácido nítrico a 4%. A microestrutura da camada carburada da amostra 1 e da amostra 2 é a martensita criptocristalina fina e o carboneto fino, e a microestrutura do núcleo é martensita de macarrão plana e uma pequena quantidade de bainita, como mostrado na Figura 2.
Fig.2 Microestrutura das amostras
(a) amostra 1, superfície; (b) amostra 1, centro; (c) amostra 2, superfície; (d) Amostra 2, centro
A área com rachaduras na face da extremidade do rolo da amostra 2 foi moída e a profundidade da rachadura foi medida para estar entre 0. 4 e 0. 6 mm. Após a corrosão, verificou -se que havia carbonetos em bloco (veja a Figura 3 (a)) e os carbonetos alongados (veja a Figura 3 (b)) reunidos perto da superfície na camada extinta. A amostra é corroída com uma solução de ácido picrico saturado e o tamanho original do grão de austenita é observado. O tamanho do grão austenita exigido por GB\/T 3203-1982 "Condições técnicas para o aço carbonizado" é o grau 5-8. Após o teste, o tamanho do grão de austenita da amostra 1 é o grau 8 e o da amostra 2 é o grau 9. O tamanho da amostra de grãos austenita 2 excede os requisitos de GB\/T3203.
Entende -se que o processo de produção de rolos de aço G20CR2NI4 por dois fabricantes é o mesmo, o que envolve girar, perfurar, carburismo, extinção, temperamento de alta temperatura, extinção secundária e temperamento de baixa temperatura. De acordo com JB\/T 8881-2001 "Condições técnicas para o tratamento térmico de carbonização de peças de rolamento", os resultados do teste de profundidade e dureza da camada carburada no rolo são mostrados na Tabela 2. A profundidade da camada carburada atende aos requisitos, e a superfície das amostras 1 e 2 é relativamente baixa, principalmente porque as amostras já foram usadas. Devido à diminuição da dureza causada pelo aquecimento, não é possível determinar se a dureza original do material é qualificada.
2. Resultados da análise
Ao comparar e analisar as amostras de dois fabricantes, podem ser obtidos os seguintes resultados: ① A microestrutura das duas amostras é a mesma, ambos são martensita de criptocristalina fina e carboneto fino, e a estrutura central é martensita de macarrão plana e uma pequena quantidade de bainita. ② A profundidade da camada extinta da amostra atende aos requisitos, mas a dureza é ligeiramente menor que a faixa necessária. ③ A morfologia da fratura da seção da amostra é diferente, com a amostra 1 mostrando fratura por fadiga e amostra 2 mostrando fratura instantânea. Wall A parede interna da amostra 2 é relativamente áspera, com rachaduras visíveis na face final e grandes carbonetos em formas de bloco e tira perto das rachaduras.
Devido ao fato de o fabricante produzir rolos carburados de dupla face, o furo interno é carburado sem bloqueio de lama, o que aumenta a resistência ao desgaste da superfície do orifício interno. No entanto, isso requer maior qualidade da parede do orifício interno. No entanto, a parede interna do orifício da amostra 2 é relativamente áspera e as micro -ranhuras se tornam a fonte de rachaduras de fadiga, fazendo com que o rolo rache para fora da parede do orifício interno. Além disso, os carbonetos em forma de tira gerados durante o processo de carburismo geram tensões térmicas e estruturais significativas durante a têmpera, que aceleram a falha do rolo devido a rachaduras de extinção.
Fig. 3 Carbide na amostra 2 perto da superfície
carboneto em bloco; (b) tira de carboneto
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