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Esame delle microstrutture in acciaio per cuscinetti
Informazioni su Mohan Paladugu
In qualità di specialista dei materiali di The Timken Company, Mohan Paladugu analizza come si formano i diversi componenti microstrutturali dei materiali e come si comportano in diverse condizioni di produzione e applicazione. Il suo lavoro funge da base per nuove idee al fine di migliorare l’affidabilità e il costo del prodotto. In qualità di esperto di microstrutture e prestazioni dei materiali, Paladugu ha ampiamente pubblicato i risultati del suo lavoro.
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I cuscinetti sono piuttosto essenziali per le prestazioni delle macchine rotanti in un’ampia varietà di settori. The Timken Company progetta e realizza cuscinetti noti per l’elevata affidabilità in applicazioni difficili, come l’energia eolica, l’industria mobile e dei processi. Ci sforziamo di approfondire continuamente la conoscenza delle prestazioni dei nostri prodotti in questi mercati in crescita.
Ad esempio, nell’ultimo decennio, alcuni cuscinetti per turbine eoliche hanno subito danni prematuri a causa della formazione di cricche WEC (white etching crack) sulle piste dei cuscinetti. Le cricche WEC sono una sorta di danneggiamento dei cuscinetti, che prendono il nome dalla comparsa di crepe bianche visibili al microscopio ottico. Le cricche WEC spesso precedono lo sfaldamento e la scheggiatura inaspettati delle piste. Tuttavia, è noto che i cuscinetti Timken sopportano questo tipo di danni e offrono una durata più lunga grazie alle caratteristiche dei loro materiali. Sappiamo che i nostri acciai e i processi metallurgici associati si traducono in una migliore affidabilità del prodotto, ma perché e quali sono questi meccanismi alla base?
La metallurgia è una competenza chiave della Timken. Quindi, abbiamo deciso di scavare più a fondo e determinare i meccanismi di queste prestazioni superiori dei materiali. A questo proposito, abbiamo testato la durata dei diversi materiali, i trattamenti termici e le microstrutture nell’ambito di test di laboratorio pertinenti e abbiamo scoperto che le prestazioni sono correlate ai nostri parametri di trattamento termico, in particolare a quanto carbonio viene inserito nell’acciaio durante il trattamento termico.
Per comprendere ulteriormente i meccanismi a livello atomico, si studiano gli acciai “in loco” utilizzando raggi X ad alta energia durante il trattamento termico e durante il carico di trazione. Ho lavorato con ricercatori nel Regno Unito per esaminare come cambia la disposizione atomica in un acciaio per cuscinetti durante il trattamento termico e anche durante il carico e lo scarico.
Gli studi in loco durante il trattamento termico hanno fornito informazioni su come si formano le fasi di rinforzo (martensite o bainite) nell’acciaio del cuscinetto e su come tali fasi rispondano a temperature elevate. Inoltre, abbiamo concentrato il nostro studio sul confronto delle risposte al carico delle microstrutture in bainite e martensite (con uguali quantità di austenite trattenuta) utilizzando la diffrazione dei raggi X di sincrotrone in loco.
I nostri risultati suggeriscono che le caratteristiche del reticolo atomico delle principali fasi di rinforzo (martensite/bainite) determinino la stabilità della microstruttura sotto carico meccanico. Abbiamo compreso inoltre che la quantità di carbonio intrappolata nel reticolo atomico della fase di rinforzo e la relativa distorsione del reticolo sembrino giocare un ruolo chiave nell’affidabilità dell’acciaio del cuscinetto. Anche i nostri risultati dei test interni di durata dei cuscinetti supportano queste correlazioni.
La conoscenza di questi meccanismi rivela come e perché diverse microstrutture in acciaio si comportano in modo diverso in una determinata applicazione, approfondendo la nostra conoscenza del prodotto. Con queste informazioni, possiamo migliorare ulteriormente i nostri prodotti per un’ottimizzazione della durata e dei costi secondo i requisiti dell’applicazione.
Leggete qui i documenti completi:
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11