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軸承選擇誤區:軸承雖含鉻,但也不防銹

2024-09-04

“軸承材料是GCr15,鋼中含鉻,是不是就意味著軸承是防腐防銹的,他的防銹能力怎么樣?可以在什么樣的環境下抵抗銹蝕?”。

很多人知道不銹鋼就是因為含有鉻(Cr)、鎳(Ni)、錳(Mn)等合金元素,才具備了抵抗腐蝕的能力。所以會認為軸承具有防腐蝕能力,下面我們就聊聊軸承的防腐蝕能力。

1、軸承鋼會生銹嗎?

肯定會生銹!

軸承鋼,包括不銹鋼都會生銹,雖然不銹鋼號稱不銹,其實也是會生銹的,世界上根本就沒有不生銹的鋼!

軸承鋼除了少部分是不銹軸承鋼之外,大部分是普通耐蝕性的軸承鋼,所以生銹一點也不奇怪,很正常。

注:常用軸承不銹鋼有G95Cr18(原9Cr18)、G65Cr14Mo、G102Cr18Mo(原9Cr18Mo,美國440C,X108CrMo17)(GB/T 3086—2019《高碳鉻不銹軸承鋼》)和G105Cr14Mo4、

G115Cr14Mo4V(GB/T 38884—2020《高溫不銹軸承鋼》)。

2、耐腐蝕等級如何劃分?

金屬的耐腐蝕性能高低是用其腐蝕速度來區分的,因此具體的耐蝕性等級就根據金屬的腐蝕速率來界定,而腐蝕速率就以每年的腐蝕深度mm/a(毫米/年)來表示。

依據《腐蝕數據與選材手冊》金屬材料的耐蝕性等級分為了4級:

1級:優良,腐蝕速率<0.05mm/a;

2級:良好,腐蝕速率為 0.05~0.5mm/a;

3級:可用,但腐蝕較重,腐蝕速率為 0.5~1.5mm/a;

4級:不適用,腐蝕嚴重,腐蝕速率>1.5mm/a;

依據《金屬防腐蝕手冊》耐腐蝕性分成了6個大類10個等級:

完全耐腐蝕:耐腐蝕性級別1,腐蝕速度<0.001mm/a;

相當耐腐蝕:耐腐蝕性級別2,腐蝕速度0.001~0.005mm/a;耐腐蝕性級別3,腐蝕速度0.005~0.01mm/a;

耐腐蝕:耐腐蝕性級別4,腐蝕速度,腐蝕速度0.01~0.05mm/a;耐腐蝕性級別5,腐蝕速度0.05~0.10mm/a;

尚耐腐蝕:耐腐蝕性級別6,腐蝕速度0.1~0.5mm/a;耐腐蝕性級別7,腐蝕速度0.5~1.0mm/a;

耐腐蝕性差:耐腐蝕性級別8,腐蝕速度1~5mm/a;耐腐蝕性級別9,腐蝕速度5~10mm/a;

不耐腐蝕:耐腐蝕性級別10,>10.0mm/a;

所謂不銹鋼,就是指耐蝕的程度更好的鋼而已。

3、軸承銹蝕測試

金屬產品極易氧化生銹,不銹鋼軸承也不例外。影響軸承生銹的因素很多,如:金屬材料本身的化學成分和結構;表面光潔度(氧濃度差電池腐蝕);與金屬表面接觸的溶液成分及pH值;以及它所處的環境因素。 

普通軸承會生銹嗎?

軸承鋼會如一般鋼材那樣,銹蝕得非常厲害(見圖1工藝流體試驗)。軸承鋼雖然含Cr,具有一定的防銹效果,但是含Cr量太少,GCr15的含Cr量只有1.5%左右,Cr含量要接近在13%的時候,防銹效果才比較好。軸承鋼中的Cr元素主要是起改善鋼材的力學性質的作用,而不是用來防銹的。

圖1 工藝流體侵蝕下的GCr15軸承鋼(PH2.8,100小時)

不銹鋼軸承會生銹嗎?

不銹軸承鋼對一般的大氣腐蝕和淡水腐蝕具有中等耐腐蝕性,但相對于其他不銹鋼來說,它的耐蝕性還是較差。在某些極端腐蝕環境下,如鹽水、酸性或堿性環境,440C不銹鋼可能會出現腐蝕(圖2:鹽霧試驗)。

圖2 鹽霧試驗下的440C不銹鋼

軸承及其零件的防銹措施是非常有必要的,不想讓軸承生銹必須做好防銹處理,或者選用非鋼質的軸承。 

4、總結

軸承選用需根據應用環境,選用普通軸承或者不銹鋼軸承。不銹鋼軸承的硬度低于普通軸承,且經濟性遠不如普通軸承,在設計時盡量采用隔離銹蝕應用環境的設計,采用密封性能更好的軸承箱設計及密封保護。

在安裝軸承時,切勿用手直接接觸,汗液與軸承接觸時,會在軸承表面形成一層汗液膜,汗液膜會對軸承引起電化學作用,腐蝕軸承。所以必須使用專用工具拿取軸承,不要直接用手接觸。

對于極端腐蝕環境,可以選擇滲氮處理的不銹軸承鋼材料,還有就是必須考慮更加薄弱的保持架材料的防腐能力。

(來源:機泵與軸承)

(版權歸原作者或機構所有)

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