高性能軸承鋼復(fù)合化學(xué)熱處理組織及性能研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)外航空航天技術(shù)的發(fā)展,軸承服役工況日趨復(fù)雜化,軸承材料各方面性能要求越來(lái)越高,基于節(jié)約資源及軸承接觸面特性考慮,軸承鋼的表面硬化處理是高性能軸承鋼發(fā)展的重要的方向之一。復(fù)合化學(xué)熱處理不僅保證了材料芯部良好的韌性,同時(shí)滲層的組織特點(diǎn)使其獲得了極高的減摩抗磨性和一定的耐蝕性,極大延長(zhǎng)軸承的服役壽命,進(jìn)而提高主機(jī)的綜合性能。本文首先研究了滲碳、滲氮及碳氮共滲的滲層組織、硬度特性及成分特征;對(duì)低碳 CrNiMoV系鋼進(jìn)行復(fù)合化學(xué)熱處理,

2、研究工藝過(guò)程中鋼的組織和性能演變規(guī)律;分析表面復(fù)合化學(xué)熱處理過(guò)程中滲層的組織演變及表面摩擦磨損性能。
　　滲碳、滲氮及碳氮共滲工藝研究結(jié)果表明:鋼的滲層組織及硬度特征與成分密切相關(guān),滲碳過(guò)程中,Mo與Cr元素易形成碳化物提高滲層強(qiáng)度。滲氮及碳氮共滲過(guò)程中Cr與V元素易形成氮化物提高滲層強(qiáng)度。選擇低碳CrNiMoV系軸承鋼作為復(fù)合化學(xué)熱處理試驗(yàn)鋼。
　　熱處理對(duì)試驗(yàn)鋼組織性能影響表明:經(jīng)過(guò)熱處理過(guò)程芯部組織均為板條馬氏體,隨著

3、實(shí)驗(yàn)淬火溫度升高對(duì)晶粒度影響不大,主要影響碳化物的固溶,隨著實(shí)驗(yàn)回火溫度的升高不影響材料的斷裂方式,組織中板條馬氏體束寬度、碳化物尺寸的變化影響材料的強(qiáng)韌性能。最終試驗(yàn)鋼性能可達(dá)到硬度45.8HRC,抗拉強(qiáng)度1520MPa,屈服強(qiáng)度1200MPa,沖擊吸收功14.3J。
　　復(fù)合化學(xué)熱處理組織特征研究表明:滲層厚度為1.7mm,滲層組織分為四層,最外層為氮化物層,厚度為6~8μm,第二層為碳氮化物過(guò)渡層,厚度為0.3mm,為針狀馬