白皮书
检查轴承钢的微观结构
关于 Mohan Paladugu
作为铁姆肯公司的材料专家，Mohan Paladugu 探索了不同材料的不同微观结构成分的形成方式，以及它们在各种制造和应用条件下的表现。他的工作是实现“提高产品可靠性和性价比”这一新概念的基础。 作为材料微观结构和性能专家，Paladugu 发表了大量工作成果。
轴承对于各行各业旋转机械的性能至关重要。铁姆肯公司设计和制造的轴承以高可靠性著称，能适用于风能、移动和加工行业等要求苛刻的应用场景。随着市场不断增长，我们也在努力加深对产品表现的理解。
例如，在过去十年间，一些风力涡轮机的轴承由于轴承滚道中形成的白色蚀刻裂纹 (WEC) 而过早损坏。WEC 是轴承的一种损伤模式，因其在光学显微镜下呈白色裂纹而得名。WEC 出现后，滚道将意外脱落和剥落。但众所周知，铁姆肯公司的轴承能承受这种损坏，其材料的特性还能延长轴承的使用寿命。为什么我们的钢及相关的冶金工艺能提高产品的可靠性，有哪些重要机制？
冶金是铁姆肯公司的核心竞争力。因此，我们决定深入挖掘并确定这种卓越的材料性能的机制。我们在相关的实验室规模测试中对不同的材料、热处理和微观结构进行了寿命测试，发现性能与我们的热处理参数有关，特别是在热处理过程中有多少碳被压入了钢中。
为了进一步从原子层面了解机制，我们在热处理和拉伸载荷期间使用高能 X 射线，对钢进行了“原位”研究。我与英国的研究人员共同研究了轴承钢在热处理过程中以及在装载和卸载过程中原子排列的变化。
热处理时的原位研究让我们了解到轴承钢中强化相（马氏体或贝氏体）的形成方式，以及这些强化相对高温的响应方式。此外，我们的研究重点是使用原位同步加速器 X 射线衍射，比较（具有等量的残余奥氏体的）贝氏体和马氏体微观结构的载荷响应。
我们的研究结果表明，主要强化相（马氏体/贝氏体）的原子晶格特征决定了微观结构在机械载荷下的稳定性。我们也进一步认识到，强化相原子晶格中的碳量和相关的晶格畸变似乎能极大提高轴承钢的可靠性。我们的内部轴承寿命测试结果也支持这些相关性。
了解这些机制后，我们就能发现不同钢的微观结构在给定应用中表现不同的方式和原因，从而加深我们对产品的认知。有了这些信息，我们就可以根据应用要求进一步优化产品，以提高产品的使用寿命和性价比。
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使用原位同步加速器 X 射线衍射对高碳马氏体/贝氏体轴承钢的微观结构的比较微观力学评估
SAE 52100 钢淬火回火过程中的原位同步辐射 X 射线衍射
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11