Il s'agit de l'acier: l'importance de la propreté de l'acier pour les applications à longue durée de vie-2

- Jun 01, 2020-

Tout tourne autour de l'acier: l'importance de la propreté de l'acier de roulement pour les applications à longue durée de vie-2

1. introduction

Les roulements sont l'un des éléments les plus fréquents de la machine et jouent un rôle clé dans la fiabilité de la majorité des équipements industriels. À cet égard, la sélection du matériau de roulement approprié et son traitement sont de la plus haute importance.

Au fil des ans, les exigences spécifiques des roulements, c'est-à-dire la résistance à la fatigue par contact de roulement, la résistance à la déformation et à l'usure par contact, la ténacité, l'usinabilité et la trempabilité, ont été appliquées à un acier de qualité spéciale communément appelé acier à roulement [1].

Il existe deux variantes principales d'acier à roulement [2]:

- les aciers trempés (tableau 1), pour lesquels, après le traitement thermique final, la dureté atteint la valeur élevée de 58-64 HRC dans tout le volume si les composants du roulement;

- les aciers cémentés (tableau 2), pour lesquels un traitement de cémentation augmente la teneur en carbone jusqu'à 0,65-1. 10 % uniquement dans une couche superficielle de 0,7-3. {{7} } mm d'épaisseur, où un traitement de durcissement et de revenu approprié garantit la dureté élevée nécessaire de 58-64 HRC, tout en maintenant le reste du matériau à une dureté beaucoup plus faible 0f 32-48 HRC qui offre une meilleure ténacité de fonctionnement.

La sélection d'acier appropriée pour la fabrication de roulements est basée sur l'application industrielle particulière du roulement, la géométrie, la taille, les technologies de production et les coûts associés [1].

L'homogénéité et la pureté ou la propreté de l'acier sont un facteur majeur qui détermine la durée de vie en fatigue des roulements. Un acier donné peut être considéré comme propre si sa teneur en impuretés, telles que le phosphore, le soufre, le silicium et l'aluminium, est très faible. Ces impuretés en combinaison avec l'oxygène forment des inclusions non métalliques [4].

Si deux groupes de roulements identiques étaient fabriqués avec le même type de matériaux, mais à partir de lots différents, ce qui signifie des contenus différents possibles d'inclusions non métalliques, une différence considérable dans la répartition des durées de fatigue réelles pourrait être attendue [{{1 }}]. Les inclusions non métalliques existantes agissent comme des élévateurs de contraintes capables d'initier des micro-fissures lors des contraintes de contact répétées introduites par la charge de roulement dans la couche peu profonde des chemins de roulement. Finalement, ces microfissures peuvent percer la surface du chemin de roulement et, avec le temps, un effritement peut se produire et entraîner une défaillance totale du roulement (figure 1) [6].

Pour obtenir un degré de propreté approprié, il est nécessaire de contrôler et d'améliorer un large éventail de pratiques d'exploitation au cours du processus de fabrication de l'acier, comme le désoxydant et de permettre les ajouts, les traitements métallurgiques secondaires et les activités de coulée [3].