Подшипники подвергают ступенчатой или изотермической закалке от 850-900. Выбор температуры связан с необходимостью растворить карбиды хрома в аустените и не допустить чрезмерного роста зерна аустенита.

В результате нарушения процесса термической обработки возникают дефекты, оказывающие прямое влияние на свойства и характеристики готовой продукции [1, 2].

Возможные дефекты в структуре:

1. Остаточный аустенит.

Закалкой добиваются превращения аустенита в мартенсит, для этого необходимо непрерывное охлаждение до температуры конца мартенситного превращения. Сталь с большим содержанием углерода сильно подвержена образованию в структуре остаточного аустенита, количество которого зависит от положения мартенситной точки: чем она ниже, тем большее количество аустенита образуется. Образовавшийся остаточный аустенит снижает твердость, износостойкость закаленной стали, что чаще проявляется на поверхности, где выше содержание углерода. Устранение данного дефекта происходит при охлаждении детали до отрицательных температур.

2. Крупноигольчатый мартенсит

В подшипниковом производстве добиваются получения структуры мелкоигольчатого мартенсита, путем закалки и низкого отпуска. При перегреве стали образуется крупноигольчатый мартенсит. Мартенсит образуется из зерен аустенита: чем они больше, тем больше и призматические иглы мартенсита. Устранение данного дефекта возможно при проведении нормализации, если на детали будет иметься достаточный припуск металла, так как если его будет мало, то после нормализации и повторной закалке будет большой слой обеднения и обезуглероживания который шлифовка не снимет и будет большая вероятность образования трещин. По этому, припуск на механическую обработку должен составлять 0,08мм для закалки в защитной атмосфере, 0,2мм при закалке без защитной атмосферы.

3. Троостит

Троостит – высокодисперсная разновидность перлита, выглядит в виде темных участков на светлом фоне мартенсита. Образуется при распаде аустенита из-за недостаточной интенсивности охлаждения. Различают зернистый троостит, образовывающийся при отпуске, и пластинчатый, образовавшийся  при закалке. Оба вида имеют практически одинаковую твердость, но зернистый более пластичен и вязок. Устраняется данный дефект повторной закалкой и снижением температуры отпуска.

4. Карбиды

4.1Полосчатость – неоднородная структура стали после закалки, вызванная скоплением мелких карбидов, вызывает неоднородность свойств готовых изделий. Устранить данный дефект можно путем длительной выдержки при высоких температурах(1150-1160°С).

4.2 Карбидная ликвация – выделение больших карбидов, имеющих строчечное расположение и  образовавшихся вследствие сильной дендритной ликвации. Карбид легко выкрашивается с поверхности подшипника, так как очень твердый и хрупкий. Устраняют данный дефект длительной выдержкой при температуре 1150-1160°С.

Своевременное выявление данных дефектов позволяет повысить качество и объемы выпускаемой продукции[3, 4].

Предлагается следующая нечёткая модель для оценки качества материала в простейшем случае, когда используется всего две важные характеристики. Назовем эти характеристики K и H, диапазон изменения каждой, без потери общности можно выбрать от 0 до 10. Одним из исходных положений предлагаемой нечёткой модели является следующее: при К=1 материал считается достаточно качественным и пригодным к использованию, при К = 0 материал бракуется. Для параметра H условия те же самые. Однако, пригодность материала при других параметрах скажем, при К=3, Н=7) точно не определена, образуя, тем самым основу для моделирования лингвистической неопределённости.

Выходной параметр модели – качество материала. Оно может быть низким, средним или высоким в зависимости от соотношения К и Н. На языке нечёткого моделирования это означает, что  терм-множество лингвистической переменной определяется так: Quality = { “низкое”, “среднее”, “высокое” }.

Построим простую модель анализа качества материала. Входные переменные модели – Н и К. Выходная переменная – Quality.  Входные меняются от до 10, а выходная – от 0 до 100. Правила модели:

1. Если Н мало и К мало, то Quality низкое.
2. Если Н велико и К велико, то Quality высокое.
3. Если Н среднее и К среднее, то Quality среднее.

Все правила имеют одинаковый вес. Моделирование должно ответить, например, на такой вопрос: каким будет качество (значение переменной Quality) при среднем H и низком К.

Данную модель можно построить в какой-либо программной среде нечёткого анализа (например в MATLAB Fuzzy Logic Toolbox).

При тестировании модели функции принадлежности для входных переменных были заданы треугольными, а для выходной задавалась – трапециидальный и треугольный вид вычисление дефаззификации – по методу центра площади. В простой модели получали, что при значениях Н=5, К=5 получали Quality = 46. Качество меняется при изменении н И К. Если представить качество как зависимость от двух параметров: Quality = Quality(Н,К), примеры полученных результатов можно записать таким образом:

Quality(1,1) = 6 (качество низкое)

Quality(1,3)= 42 (качество среднее)

Quality(5,5)= 46 (качество среднее)

Quality(3,7)= 46 (качество среднее)

Модель можно корректировать после её тестирования, изменяя, например, функции принадлежности, это является этапом создания нечёткой модели. В модель можно добавлять другие переменные. В нашем примере, если отождествлять Н с твёрдостью, а К – с ударной вязкостью, получается, что твердость ниже средней при ударной вязкости выше средней качество материала будет средним, что часто достаточно для практических задач.

Таким образом, предложена простая модель для оценки качества материала по совокупности свойств. Данную модель, с учетом модификации для конкретных условий, можно использовать при техническом контроле, она может стать основой для разработки методов неразрушающего контроля приборами, использующими нечёткие правила вывода.