Проспект
Изучение микроструктур подшипниковой стали
Mohan Paladugu
Mohan Paladugu работает материаловедом в компании The Timken Company. Он исследует принципы формирования различных компонентов микроструктуры материалов, а также динамические характеристики таких компонентов в различных условиях производства и эксплуатации. Его работа лежит в основе новых концепций повышения надежности и снижения себестоимости изделий. Будучи признанным специалистом в области микроструктур и характеристик материалов, Paladugu имеет целый ряд публикаций, посвященных результатам этих исследований.
Подписаться на профиль Mohan в LinkedIn
Узнать подробнее об исследованиях Mohan через открытый идентификатор исследователей
Подшипники очень важны для эффективной работы вращающихся механизмов, которые применяются в самых разных промышленных отраслях. Компания The Timken Company занимается разработкой и производством подшипников, известных высокой надежностью при использовании в столь требовательных областях применения, как ветроэнергетика, транспортная и перерабатывающая промышленность. Мы непрерывно стремимся укреплять свое понимание того, как работают наши изделия на этих растущих рынках.
К примеру, в последнее десятилетие некоторые подшипники ветряных турбин стали преждевременно выходить из строя из-за образования на поверхности дорожки качения белых трещин (WEC). Белые трещины представляют собой один из видов повреждения подшипников и называются так потому, что именно так выглядят под оптическим микроскопом. Часто образование белых трещин предшествует шелушению и выкрашиванию дорожек качения. При этом известно, что благодаря высоким характеристикам материала, из которого изготовлены, подшипники Timken противостоят этому типу повреждения и способствуют продлению срока службы оборудования. Мы знаем, что наши стали и металлургические процессы обеспечивают повышенную надежность продукции. Но почему так происходит, каковы причины этого?
В компании Timken металлургия является одним из основных видов деятельности, и мы решили выяснить причины столь высоких характеристик материала. Мы испытываем различные материалы на износ, проводим термообработку, а также изучение микроструктур в рамках соответствующих лабораторных испытаний. И мы обнаружили, что характеристики стали связаны с параметрами термообработки, и в особенности с количеством углерода, проникающего в сталь в процессе термообработки.
Для лучшего понимания механики процесса на атомарном уровне, стали изучаются на месте с использованием жесткого рентгеновского излучения во время термообработки и нагружения растяжением. Вместе с исследователями из Великобритании я изучил изменения в расположении атомов в подшипниковой стали во время термообработки, а также во время нагружения и снятия нагрузки.
Исследования на месте позволили сделать выводы относительно формирования в подшипниковой стали упрочняющих структур (мартенсита или бейнита) и реакции этих структур на повышенные температуры. Кроме того, мы уделили особое внимание изучению и сравнению реакций микроструктур бейнита и мартенсита на нагрузки (при равном количестве остаточного аустенита) на месте с использованием синхротронной рентгеновской дифракции.
Мы пришли к выводу, что стабильность микроструктуры под действием механических нагрузок определяется характеристиками атомной решетки основных упрочняющих структур (мартенсита/бейнита). Кроме того, мы поняли, что надежность подшипниковой стали во многом зависит от количества углерода, захваченного атомной решеткой упрочняющей структуры и связанных с этим искажений кристаллической решетки. Об этой взаимосвязи свидетельствуют и результаты наших внутренних испытаний подшипников на износ.
Изучение этих механизмов позволяет понять, как именно и почему различные микроструктуры стали ведут себя по-разному в тех или иных условиях, что углубляет наши знания о продукте. На основании этой информации мы можем и далее оптимизировать свои изделия, продлевая срок их службы с учетом требований к конкретным условиям эксплуатации и снижая их себестоимость.
Прочесть статьи полностью можно здесь:
Синхротронная рентгеновская дифракция на месте во время закалки и отпуска стали SAE 52100
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11