GB／T 41490-2022  氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法

样品数量宜不少于5个。

样品数量宜不少于5个。

GB/T414902022

氮化硅轴承球宜用于测试制造轴承用的材料。选用符合GB/T308.22010规定的陶瓷球技术交底，宜选 用G5级或G3级。球应置于保持架中，以保持固定间距。球的直径和数量宜由试验方和委托方双方达 成一致。 注：在球平面的配置中通常使用三颗或六颗球

试验载荷应以固定的间隔逐级增加，如示意图3所示，直至最终失效。起始载荷和加载间隔宜由试 验方和委托方双方商定。 注1：某些种类的氮化硅陶瓷可能对载荷时间关系曲线表有一定的敏感性。启动载荷过低可能导致滚动接触疲劳 性能的高估。 注2：如果测试的目的是与恒定加载测试现有的测试数据进行比较，作为替代，试验可在恒定载荷下进行。

测试过程中样品和球应浸泡在润滑油中， 为使在部分或全部弹性流体动力润滑下保持接触，宜选择适当运动黏度的油。 注：为在部分或完全弹性流体动力润滑下能保持接触，宜选择运动黏度较高的油，如68mm/s的石蜡油。

GB/T 414902022

GB/T 41490—2022

可以通过球的振动增加来检测样品表面的失效。测振装置宜安装在振动被机械放大的部件上，例 如加载杆的末端（见图2）。如果振动超过了设定的阙值，试验机应自动停止。 注：为避免噪声引起的自动关机，在每个加载步骤开始测试后，试验机振动的阔值范围可设置为振动信号水平的 2~3倍。

按公式（1)计算单球平均有效载荷Pm。从每次加载和每个载荷下的旋转次数开始计算，直至测

L一基本额定寿命； C基本额定动载荷，单位为牛顿(N)； P一一当量动载荷，单位为牛顿(N)。 注1：严格地说，每种轴承材料宜通过测试确定指数力。考虑到本文件的范围，即滚动接触疲劳性能的评价，可以为 力选择一个指定的值。 注2：力值可定为商用混合球轴承用轴承球的普遍接受值，可取值3。 注3：计算平均有效载荷的氮化硅力值的一般信息见附录B。

8.2平均有效机械输入

社算Q=P，载荷下球和样品之间的最大赫兹应

Pmax 最大赫兹应力，单位为帕斯卡(Pa)； Q—单球的载荷，单位为牛顿(N); 一接触圆的半径，单位为米（m）。 按公式(4)计算球和平板之间接触圆的半径a

3Q =2元a ·（3

式中： a—球和平板之间接触圆的半径，单位为米（m)； D—球的直径,单位为米(m); E1—球的弹性模量，单位为帕(Pa)； E2——平板的弹性模量，单位为帕(Pa)； e1——球的泊松比； E2平板的泊松比。 平均有效机械输人等于最大赫兹应力乘以应力循环次数N。，计算过程见公式(5）

N。一失效前总转数与球数乘积的一半。 注：平均有效机械输入的方程意味着：假设整个(Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的 周期的高载荷。

一失效前总转数与球数乘积的一半。 平均有效机械输入的方程意味着：假设整个（Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的材料能承受长 周期的高载荷。

球表面剥落可能会导致测试机器的自动停止。如在接触轨道上观察到表面损伤，如划痕，则应 试。如没有，更换剥落的球和润滑油，继续试验，

9.2以下为报告的可选项

a）试验设备的名称和型号； b）样品的添加剂种类与烧结方法； 测试样品的制样和加工条件； d）样品的力学性能，如弯曲强度、断裂韧性值等

附录A （资料性） 结构编号对照一览表

表A.1给出了本文件与ISO14628：2012结构编号对照一览表。

附录A （资料性） 结构编号对照一览表

计算机标准表A.1本文件与ISO14628:2012结构编号对照情况

GB/T41490—2022

本文件与ISO146282012结构编号对照情况（续

GB/T41490—2022

B.1计算平均有效载荷的氮化硅p值

实验测定了著名的Lundberg和Palmgren理论中定义的指数p。p值是载荷与应力循环关系中经 验拟合斜率的倒数（见图B.1）。对于氮化硅，没有普遍接受的力值，而3被认为是钢球的力值。然而， 已经进行了一些实验，来尝试确定这个参数机械标准，并且报道了氮化硅力值的平均值在5.0～5.5之间。

在球平板法实验中，球的运动涉及滑动。球与样品之间的磨损，受润滑条件的影响很大。本文件 浴润滑，在试验期间，将样品和球浸人相同的润滑油中。为防止第三个体颗粒磨损，宜更换球和 圈，每次试验前宜用丙酮超声波清洗试验夹具。

在将样品和球引人试验装置之前，应特别小心地处理样品和球，以减小他们之间固体接触造成表 的可能性。为了减少在滚动接触疲劳测试中可能导致球失效的加工缺陷，宜使用经过精加工的 混合轴承中相同的球。