Svojstva i zahtjevi ležajnog čelika（1）

Materijali za kotrljajuće ležajeve uključuju materijale i kaveze za kotrljajuće ležajeve, zakovice i druge pomoćne materijale. Velika većina kotrljajućih ležajeva i njihovih dijelova izrađena je od čelika, a čelik koji se koristi za kotrljajuće ležajeve obično je kromirani čelik s visokim udjelom ugljika i karburizirani čelik. S razvojem suvremene znanosti i tehnologije i sve većom upotrebom kotrljajućih ležajeva, zahtjevi za ležajeve postaju sve veći i veći, kao što su visoka preciznost, dug život i visoka pouzdanost. Za neke ležajeve posebne namjene, materijali za ležajeve također moraju imati otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju, nemagnetizam, otpornost na ultra niske temperature, otpornost na zračenje i druga svojstva. Osim toga, materijali za ležajeve također uključuju legirane materijale, obojene metale i nemetalne materijale. Osim toga, ležajevi izrađeni od keramičkih materijala korišteni su u lokomotivama, automobilima, podzemnoj željeznici, zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, kemiji i drugim područjima.

Osnovni zahtjevi materijala za kotrljajuće ležajeve u velikoj mjeri ovise o radnim učincima ležaja. Je li materijal korišten za proizvodnju kotrljajućih ležajeva prikladan imat će velik utjecaj na njihovu izvedbu i vijek trajanja. Općenito, glavni oblici kvara kotrljajućih ležajeva su pucanje uslijed zamora pod izmjeničnim naprezanjem i gubitak točnosti ležaja zbog trenja i trošenja. Osim toga, postoje i pukotine, udubljenja, hrđa i drugi razlozi koji uzrokuju abnormalna oštećenja ležaja. Stoga bi kotrljajući ležajevi trebali imati visoku otpornost na plastičnu deformaciju, manje trenje i habanje, dobru točnost rotacije, dobru točnost dimenzija i stabilnost te dugi vijek trajanja od zamora kontakta. A mnoga od tih svojstava zajedno su određena materijalom i postupkom toplinske obrade. Budući da su osnovni zahtjevi za kotrljajuće ležajeve za materijale određeni oblikom oštećenja ležajeva, materijali potrebni za proizvodnju kotrljajućih ležajeva trebaju imati sljedeća svojstva nakon određene toplinske obrade u postprocesu:

a, visoka čvrstoća kontaktnog zamora

Kvar uslijed zamora kontakta glavni je oblik normalnog kvara ležaja. Kada kotrljajući ležaj radi, kotrljajući elementi se kotrljaju između klizačkih staza unutarnjeg i vanjskog prstena ležaja, a kontaktni dio je podvrgnut periodičnim izmjeničnim opterećenjima, koja mogu doseći stotine tisuća puta u minuti. Pod opetovanim djelovanjem periodičkih izmjeničnih naprezanja dolazi do pucanja kontaktne površine od zamora. 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 kontaktnim zamorom. Stoga se od čelika za kotrljajuće ležajeve zahtijeva visoka kontaktna čvrstoća na zamor.

b, visoka otpornost na trošenje

Kod normalnog rada kotrljajućih ležajeva osim trenja kotrljanja postoji i trenje klizanja. Glavni dijelovi trenja klizanja su: kontaktna površina između kotrljajućeg elementa i staze za kotrljanje, kontaktna površina između kotrljajućeg elementa i džepa kaveza, između kaveza i rebara prstenaste vodilice, te krajnje površine valjka i prstenaste vodilice itd. između bočnih stijenki. Postojanje trenja klizanja u kotrljajućim ležajevima neizbježno uzrokuje trošenje dijelova ležaja. Ako je otpornost na habanje čelika ležaja loša, kotrljajući ležaj će prerano izgubiti svoju točnost zbog trošenja ili će povećati vibracije ležaja i smanjiti radni vijek zbog smanjenja točnosti rotacije. Stoga se od čelika za ležaje zahtijeva visoka otpornost na trošenje.