Svojstva i zahtjevi nosivog čelika (1)

Materijali za kotrljajuće ležajeve uključuju materijale dijelova i kaveza za kotrljajuće ležajeve, zakovice i druge pomoćne materijale. Velika većina kotrljajućih ležajeva i njihovih dijelova izrađeni su od čelika, a čelik koji se koristi za kotrljajuće ležajeve je obično visokougljični krom čelik i karburizirani čelik. Sa razvojem savremene nauke i tehnologije i sve većom upotrebom kotrljajućih ležajeva, zahtevi za ležajevima su sve veći i veći, kao što su visoka preciznost, dug životni vek i visoka pouzdanost. Za neke ležajeve posebne namjene, materijali ležaja također moraju imati otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju, nemagnetnost, ultra-nisku temperaturu, otpornost na zračenje i druga svojstva. Osim toga, materijali za ležajeve također uključuju legure, obojene metale i nemetalne materijale. Osim toga, ležajevi izrađeni od keramičkih materijala koriste se u lokomotivama, automobilima, podzemnim željeznicama, avijaciji, svemirskoj, kemijskoj i drugim oblastima.

Osnovni zahtjevi za materijalom kotrljajućih ležajeva u velikoj mjeri ovise o radnim performansama ležaja. Da li je materijal koji se koristi za proizvodnju kotrljajućih ležajeva prikladan imat će veliki utjecaj na njegove performanse i vijek trajanja. Općenito, glavni oblici kvara kotrljajućih ležajeva su ljuštenje zbog zamora pod naizmjeničnim naprezanjem i gubitak točnosti ležaja zbog trenja i habanja. Osim toga, postoje i pukotine, udubljenja, hrđa i drugi razlozi koji uzrokuju abnormalna oštećenja ležaja. Prema tome, kotrljajući ležajevi treba da imaju visoku otpornost na plastičnu deformaciju, manje trenja i habanja, dobru tačnost rotacije, dobru dimenzijsku tačnost i stabilnost, i dug životni vek zamora pri kontaktu. A mnoga od ovih svojstava zajednički su određena materijalom i procesom toplinske obrade. Budući da su osnovni zahtjevi kotrljajućih ležajeva za materijale određeni oblikom oštećenja ležajeva, materijali potrebni za proizvodnju kotrljajućih ležajeva nakon određene toplinske obrade u naknadnom procesu trebaju imati sljedeća svojstva:

a, visoka čvrstoća na zamor pri kontaktu

Otkazivanje kontaktnog zamora je glavni oblik normalnog kvara ležaja. Kada kotrljajni ležaj radi, kotrljajući elementi kotrljaju se između staza klizanja unutrašnjeg i vanjskog prstena ležaja, a kontaktni dio je izložen periodičnim naizmjeničnim opterećenjima, koja mogu doseći stotine hiljada puta u minuti. Pod ponavljanim djelovanjem periodičnog naizmjeničnog naprezanja dolazi do ljuštenja kontaktne površine. Nakon što se kotrljajući ležaj počne ljuštiti, to će uzrokovati povećanje vibracija i buke ležaja, a radna temperatura će naglo porasti, što će rezultirati konačnim oštećenjem ležaja. Ovaj oblik oštećenja naziva se oštećenje od kontaktnog zamora. Stoga se od čelika za kotrljajuće ležajeve zahtijeva visoka čvrstoća na zamor pri kontaktu.

b, visoka otpornost na habanje

Kada kotrljajni ležajevi rade normalno, osim trenja kotrljanja postoji i trenje klizanja. Glavni dijelovi trenja klizanja su: kontaktna površina između kotrljajućeg elementa i staze za trčanje, kontaktna površina između kotrljajućeg elementa i kaveznog džepa, između kaveza i rebara prstenaste vodilice, i krajnja strana valjka i prstenaste vodilice itd. između bočnih zidova. Postojanje trenja klizanja u kotrljajućim ležajevima neizbježno uzrokuje habanje dijelova ležaja. Ako je otpornost čelika ležaja na habanje loša, kotrljajući ležaj će prerano izgubiti svoju točnost zbog habanja ili povećati vibracije ležaja i smanjiti vijek trajanja zbog smanjenja točnosti rotacije. Stoga se od čelika za ležajeve zahtijeva visoka otpornost na habanje.