Astratto: Sono state eseguite osservazioni metallografiche ad alta e bassa ingrandimento sono state eseguite su rulli con bassi valori di durezza locale e sono state analizzate i processi di produzione di materie prime e rulli. I risultati hanno mostrato che i bassi valori di durezza locale dei rulli sono stati causati da residui di carbonio a causa dell'eccessiva profondità di esaurimento del carbonio nelle materie prime.
Parole chiave: basso valore di durezza locale; Rulli per cuscinetti per auto merci ferroviari; povero di carbonio
La durezza dei componenti dei cuscinetti ha un impatto significativo sulla vita a fatica e sulla resistenza all'usura e il valore della durezza è un indicatore importante per misurare la qualità dei cuscinetti. Pertanto, nella produzione e nella lavorazione delle parti del cuscinetto, vi sono specifiche di processo rigorose e affidabili e misure di garanzia della qualità corrispondenti dall'ingresso delle materie prime al controllo di qualità dei processi di trattamento termico. Soprattutto per i prodotti per cuscinetti per auto a merci ferroviarie, i requisiti tecnici dopo il trattamento termico dovrebbero essere rigorosamente rispettati dalle condizioni tecniche TB\/T2235 per i cuscinetti rotanti dei veicoli ferroviari, che stabilisce che il valore di durezza dei rulli di cuscinetti per auto a merci è 60-64 HRC.
Un lotto di cuscinetti per auto a carico della ferrovia in acciaio GCR15 con cuscinetti a rulli affusolati aveva un foro su un lato della faccia di fine (vedi Figura 1 per la morfologia). Dopo essersi tempestiva e tempesanti in una linea di produzione del forno inferiore a rullo di trattamento termico con un'atmosfera protettiva a base di azoto, durante il normale campionamento del trattamento termico e l'ispezione del lavaggio dell'acido, si è scoperto che c'era un colore anormale sulla superficie della pista di un rullo. La durezza locale della superficie di rotolamento a rulli è risultata bassa a 57HRC, 57,5HRC e 57HRC. Successivamente, le singole superfici di laminazione a rulli con bassa durezza sono state anche campionate da altri lotti di rulli laminati a caldo e il rapporto di lavaggio dell'acido era 1\/50. Al fine di garantire la qualità del prodotto dei rulli, è stata condotta un'analisi della causa principale sui loro campioni e un'indagine è stata condotta sull'intero processo di elaborazione.
Figura 1 Aspetto del rullo
1. Analisi di campioni difettosi
(1) Ispezione di durezza di campioni difettosi
Usando HRA -150 tester di durezza Rockwell, è stata testata la durezza del rullo con la faccia di fine della cavità di 353130B che il cuscinetto affusolato è stato testato: la durezza della parte della cavità era 61HRC, 61HRC, 61.5HRC; La durezza delle restanti facce di fine è 61HRC, 61,5HRC e 62HRC, che soddisfa i requisiti dello standard TB\/T2235. Utilizzando membrane a V, la durezza della superficie rotabile con colore normale è risultata essere 61HRC, 61,5HRC e 62HRC. È evidente che il campione difettoso ha una durezza localmente bassa sulla superficie di rotolamento.
(2) Osservazione metallografica di aree con colore anormale
Macinati esemplari metallografici lungo la direzione assiale vicino alle aree di bassa durezza nella zona di anomalia del colore. Dopo l'attacco con alcool dell'acido nitrico al 4%, la struttura metallografica dell'area profondamente corrosa è stata osservata a bassa e 500 volte ingrandimento. Rispetto all'immagine standard nell'appendice A di JB\/T 7362-2007 "Metodo per determinare la profondità dello strato di decarburizzazione delle parti del cuscinetto rotolante", si è scoperto che c'era un fenomeno di carenza di carbonio (vedere la Figura 2). Quando i materiali metallici sono riscaldati e isolati, il carbonio sulla loro superficie viene ossidato, con conseguente perdita completa o parziale di carbonio sulla superficie. Questo fenomeno si chiama decarburizzazione e la superficie in cui si perde il carbonio è chiamata strato di decarburizzazione. Quando non c'è molta perdita di carbonio e non è possibile osservare alcun ovvio strato di decarburizzazione, ma i carburi in eccesso sono significativamente ridotti e la durezza è bassa, si chiama carenza di carbonio.
Figura 2: profondità dell'esaurimento del carbonio nei rulli
Dopo una profonda corrosione, è stato scoperto che la struttura metallografica dell'area ha una carenza di carbonio, con una profondità di 0. 28mm. Sotto il microscopio Olympus GX51, è stata osservata la piccola faccia di estremità del rullo a bassa e alta ingrandimento e non è stata trovata alcuna carenza di carbonio. Tuttavia, è stato riscontrato carenza di carbonio sul smusso della faccia di grande estremità del rullo. La corrosione profonda a 500 volte può osservare la microstruttura di quest'area (vedi Figura 3), con un numero piccolo e fine di particelle di carburo sulla superficie, mentre la microstruttura dell'area normale al centro ha un numero maggiore di particelle di carbide (vedere la Figura 4). Per le parti povere di carbonio, dopo una corrosione superficiale, si può anche osservare la morfologia della struttura sul latine sulla superficie 500 volte.
Figura 3: scarsa morfologia del carbonio ai margini del rullo
Figura 4: nessuna morfologia scarsa del carbonio al centro del rullo
(3) Osservare il tessuto dell'area della scanalatura a rulli
In primo luogo, viene prelevato un piccolo campione lungo il centro della faccia di groove rullo e un campione metallografico viene macinato lungo la sezione longitudinale. Osservando la condizione tissutale della faccia finale del campione con fori, non è stato trovato un fenomeno di carenza di carbonio in osservazioni sia alte che a basso contenuto di ingrandimento. Osservando la microstruttura della parte non cavità del rullo, non sono stati trovati fenomeni anormali.
Sulla base dell'analisi di cui sopra, la bassa durezza localmente del rullo è dovuta alla carenza locale di carbonio sulla superficie del rullo.
2. Analisi del processo di trattamento termico
I rulli dei cuscinetti per auto merci ferroviari vengono prodotti, spento e temperato usando la gestione batch. L'attrezzatura da modellatura del trattamento termico è una linea di produzione di produzione di sale per il forno inferiore a rullo con un'atmosfera protettiva per l'elaborazione di tempra e tempra. È stato scoperto che i rulli di questo modello sono stati elaborati utilizzando materie prime di due produttori, A e B, per diversi turni consecutivi. Solo i rulli del produttore A mostravano carenza di carbonio e la proporzione non era molto grande; Durante il processo di ispezione di molteplici turni del prodotto di un altro produttore, non sono stati trovati rulli poveri di carbonio. Non sono state trovate anomalie dell'attrezzatura nei registri del trattamento termico. Il lavaggio e la raccolta dell'acido al 100% sono stati effettuati sui rulli con scarsi problemi di qualità del carbonio. Dai rulli raccolti, si può vedere che sono anche singoli rulli. Se la carenza di carbonio nel processo di trattamento termico è causata da una scarsa atmosfera, dovrebbe essere su base batch. Durante l'ispezione del lavaggio dell'acido, in qualsiasi parte del rullo dovrebbero essere trovati diversi gradi di aree di carenza di carbonio.
Flusso di processo di fabbricazione a rulli: ispezione delle materie prime → alimentazione → Intestazione a freddo → Macinatura morbida → Trattamento termico → Blassatura di tiro → Macinatura → Ispezione di rilevamento dei difetti. Dal punto di vista dell'intero processo, ci sono solo due fattori che contribuiscono alla povertà di carbonio: trattamento termico e materie prime. Sulla base dell'analisi di cui sopra, è evidente che la presenza di esaurimento del carbonio non è correlata al trattamento termico.
3. Analisi delle materie prime
Scopri le materie prime del lotto in cui si trova il rullo di questo modello. È un materiale di lucidatura non decarburizzato fornito da un determinato impianto in acciaio, con un diametro di 23,2 mm, materiale GCR15, peso di 46 tonnellate ed è stato completamente alimentato. Ci sono un totale di 7 numeri di sottosuolo. Al fine di garantire la qualità dei rulli per questo lotto di materiali, sono stati effettuati lavaggio e raccolta di acidi al 100%. Sulla base della lavorazione e dell'ispezione generale della qualità del processo di trattamento termico, si tratta di un problema di qualità relativo alla qualità delle materie prime. Sebbene le materie prime a rulli abbiano subito ispezioni pertinenti all'arrivo in fabbrica, appartengono tutte all'ispezione di campionamento dei materiali della barra. Secondo i requisiti tecnici dell'ordine, l'acciaieria dovrebbe fornire prodotti di decarburizzazione zero, ma in realtà non hanno soddisfatto i requisiti del produttore dei cuscinetti. Le acciaierie dovrebbero fornire materiali di lucidatura a decarburizzazione zero. Sebbene abbiano anche subito la svolta, il peeling e la lucidatura, in alcune fasi di elaborazione a caldo, la profondità di decarburizzazione supera lo standard per motivi di apparecchiatura o problemi di controllo. Di conseguenza, la decarburizzazione e lo strato di carbonio snello sulla superficie non vengono completamente rimossi, lasciandoli al produttore del cuscinetto.
4. Conclusione
(1) Il basso valore di durezza locale del rullo è dovuto alla carenza locale di carbonio sulla superficie del rullo.
(2) Il motivo della bassa durezza locale del rullo è dovuta alla carenza di carbonio della materia prima.
Le acciaierie dovrebbero controllare rigorosamente tutti gli aspetti della produzione e della produzione di materiali a rulli e fornire materie prime a rulli di decarburizzazione zero come richiesto per garantire la qualità complessiva dei rulli di cuscinetti per auto merci.
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