Abstracto: Se realizaron observaciones metalográficas de alto y bajo aumento en rodillos con valores bajos de dureza local, y se analizaron los procesos de fabricación de materias primas y rodillos. Los resultados mostraron que los bajos valores de dureza local de los rodillos fueron causados por residuos de carbono debido a la profundidad excesiva de agotamiento de carbono en las materias primas.
Palabras clave: bajo valor de dureza local; Rodillos de rodamiento de cargadores de carga de ferrocarril; pobre de carbono
La dureza de los componentes del rodamiento tiene un impacto significativo en la vida de la fatiga y la resistencia al desgaste, y el valor de la dureza es un indicador importante para medir la calidad del rodamiento. Por lo tanto, en la fabricación y procesamiento de piezas de rodamiento, existen especificaciones de proceso estrictas y confiables y medidas de garantía de calidad correspondientes desde la entrada de materias primas hasta el control de calidad de los procesos de tratamiento térmico. Especialmente para los productos de rodamiento de automóviles ferroviarios, los requisitos técnicos después del tratamiento térmico deben cumplir estrictamente con las condiciones técnicas TB\/T2235 para los rodamientos de vehículos ferroviarios, lo que estipula que el valor de dureza de los rodillos de carpas de carga ferroviaria es 60-64 HRC.
Un lote de cojinetes de carga de carga de ferrocarril de acero GCR15 con rodamientos de rodillos cónicos tenía un orificio en un lado de la cara final (ver Figura 1 para la morfología). Después de enfriar y templar en una línea de producción de horno de fondo de tratamiento térmico con una atmósfera protectora basada en nitrógeno, durante el muestreo normal de tratamiento térmico e inspección de lavado de ácido, se descubrió que había un color anormal en la superficie de la pista de carreras de un rodillo. Se encontró que la dureza local de la superficie de rodadura del rodillo era baja a 57HRC, 57.5HRC y 57HRC. Posteriormente, las superficies de rodillo de rodillos individuales con baja dureza también se tomaron muestras de otros lotes de rodillos enrollados, y la relación de lavado de ácido fue de 1\/50. Para garantizar la calidad del producto de los rodillos, se realizó un análisis de causa raíz en sus muestras y se realizó una investigación en todo el proceso de procesamiento.
Figura 1 Apariencia en el rodillo
1. Análisis de muestras defectuosas
(1) Inspección de dureza de muestras defectuosas
Usando HRA -150 probador de dureza Rockwell, se probó la dureza del rodillo con la cara del extremo de la cavidad de 353130b con rodamiento cónico: la dureza de la parte de la cavidad fue 61HRC, 61HRC, 61.5HRC; La dureza de las caras finales restantes es 61HRC, 61.5HRC y 62HRC, que cumple con los requisitos del estándar TB\/T2235. Usando membranas en forma de V, se encontró que la dureza de la superficie de rodadura con color normal era de 61 HRC, 61.5HRC y 62 HRC. Es evidente que la muestra defectuosa tiene una dureza localmente baja en la superficie rodante.
(2) Observación metalográfica de áreas con color anormal
Morre muestras metalográficas a lo largo de la dirección axial cerca de áreas de baja dureza en la zona de anomalía de color. Después del grabado con alcohol ácido nítrico al 4%, la estructura metalográfica del área profundamente corroída se observó a un aumento bajo y 500 veces. En comparación con la imagen estándar en el método del Apéndice A de JB\/T 7362-2007 "para determinar la profundidad de la capa de descarburización de las piezas de rodamiento de rodamiento", se descubrió que había un fenómeno de deficiencia de carbono (ver Figura 2). Cuando los materiales metálicos se calientan y aislan, el carbono en su superficie se oxida, lo que resulta en la pérdida completa o parcial de carbono en la superficie. Este fenómeno se llama descarburización, y la superficie donde se pierde el carbono se llama capa de descarburización. Cuando no hay mucha pérdida de carbono y no se puede observar una capa de descarburización obvia, pero el exceso de carburos se reduce significativamente y la dureza es baja, se llama deficiencia de carbono.
Figura 2: Profundidad del agotamiento de carbono en rodillos
Después de la corrosión profunda, se encontró que la estructura metalográfica del área tenía deficiencia de carbono, con una profundidad de 0. 28 mm. Bajo el microscopio Olympus GX51, la pequeña cara del extremo del rodillo se observó a un aumento bajo y alto, y no se encontró deficiencia de carbono. Sin embargo, se encontró la deficiencia de carbono en el chaflán de la gran cara del extremo del rodillo. La corrosión profunda a las 500 veces puede observar la microestructura de esta área (ver Figura 3), con un número pequeño y fino de partículas de carburo en la superficie, mientras que la microestructura del área normal en el centro tiene una mayor cantidad de partículas de carburo (ver Figura 4). Para las partes pobres de carbono, después de la corrosión poco profunda, la morfología de la estructura similar a Lath en la superficie también se puede observar 500 veces.
Figura 3: Morfología de carbono pobre en el borde del rodillo
Figura 4: No hay una morfología deficiente en carbono en el núcleo del rodillo
(3) Observe el tejido del área de la ranura del rodillo
En primer lugar, se toma una pequeña muestra a lo largo del centro de la cara del extremo de la ranura del rodillo, y una muestra metalográfica está molida a lo largo de la sección longitudinal. Observando la condición del tejido de la cara final de la muestra con agujeros, no se encontró un fenómeno de deficiencia de carbono en observaciones de alto y bajo aumento. Observando la microestructura de la parte de no cavidad del rodillo, no se encontraron fenómenos anormales.
Según el análisis anterior, la dureza localmente baja del rodillo se debe a la deficiencia de carbono local en la superficie del rodillo.
2. Análisis del proceso de tratamiento térmico
Los rodillos de los rodamientos de automóviles ferroviarios se producen y se enfrían y templan mediante el manejo de lotes. El equipo de conformación con el tratamiento térmico es una línea de producción de sales de sal del horno de fondo de rodillo con una atmósfera protectora para el procesamiento de apagado y templado. Se descubrió que los rodillos de este modelo se han procesado utilizando materias primas de dos fabricantes, A y B, durante varios turnos consecutivos. Solo los rodillos del fabricante A mostraron deficiencia de carbono, y la proporción no era muy grande; Durante el proceso de inspección de múltiples turnos del producto de otro fabricante, no se encontraron rodillos de carbono pobre. No se encontraron anormalidades del equipo en los registros de tratamiento térmico. El 100% de lavado y recolección de ácido se llevaron a cabo en los rodillos con problemas de calidad de carbono deficientes. De los rodillos recogidos, se puede ver que también son rodillos individuales. Si la deficiencia de carbono en el proceso de tratamiento térmico es causada por una mala atmósfera, debería ser lotes. Durante la inspección de lavado de ácido, se deben encontrar diferentes grados de áreas de deficiencia de carbono en cualquier parte del rodillo.
Flujo del proceso de fabricación de rodillos: Inspección de materia prima → Alimentación → Heading en frío → Molilla suave → Tratamiento térmico → disparo de disparo → molienda → inspección de detección de defectos. Desde la perspectiva de todo el proceso, solo hay dos factores que contribuyen a la pobreza de carbono: tratamiento térmico y materias primas. Según el análisis anterior, es evidente que la aparición de agotamiento de carbono no está relacionada con el tratamiento térmico.
3. Análisis de materia prima
Descubra las materias primas del lote donde se encuentra el rodillo de este modelo. Es un material de pulido no descarburizado proporcionado por una determinada planta de acero, con un diámetro de 23.2 mm, material GCR15, peso de 46 toneladas, y se ha alimentado completamente. Hay un total de 7 números de Subvelo. Para garantizar la calidad de los rodillos para este lote de materiales, se llevaron a cabo el 100% de lavado y recolección de ácido. Según el procesamiento y la inspección general de calidad del proceso de tratamiento térmico, este es un problema de calidad relacionado con la calidad de las materias primas. Aunque las materias primas del rodillo han sufrido inspecciones relevantes al llegar a la fábrica, todas pertenecen a la inspección de muestreo de los materiales de la barra. De acuerdo con los requisitos técnicos del pedido, la fábrica de acero debe proporcionar productos de descarburización cero, pero en realidad no han cumplido los requisitos del fabricante de rodamientos. Las fábricas de acero deben proporcionar materiales de pulido de descarburización cero. Aunque también se han sometido a giro, pelado y pulido, en algunas etapas de procesamiento en caliente, la profundidad de descarburización excede el estándar debido a razones de equipo o problemas de control. Como resultado, la capa de descarburización y carbono magro en la superficie no se eliminan por completo, dejándolos en el fabricante del rodamiento.
4. Conclusión
(1) El bajo valor de dureza local del rodillo se debe a la deficiencia de carbono local en la superficie del rodillo.
(2) La razón de la baja dureza local del rodillo se debe a la deficiencia de carbono de la materia prima.
Las fábricas de acero deben controlar estrictamente todos los aspectos de la producción y fabricación de materiales de rodillos, y proporcionar materias primas de rodillo de descarburización cero según sea necesario para garantizar la calidad general de los rodillos de rodamiento de automóviles ferroviarios.
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