提高軸承鋼性能的熱處理工藝研究.pdf

1、近年來風電工程、高速鐵路迅猛發(fā)展，在這些工程中大量使用各類軸承，對軸承壽命提出越來越高的要求。本文以通過熱處理提高軸承鋼性能為目標，首先測定幾種國產(chǎn)與進口軸承鋼試樣的組織和力學性能，利用XRD測定試樣的殘余奧氏體含量，利用SEM分析國內(nèi)外軸承鋼組織的差別。在此基礎上，設計了細化軸承鋼中的碳化物顆粒的熱處理工藝，并測定處理后各試樣的組織與性能。通過不同的熱處理工藝，使軸承鋼中殘余奧氏體量處在不同范圍，測定處理后試樣的力學性能，從而得出殘余

2、奧氏體含量對軸承鋼性能的影響規(guī)律。對軸承鋼進行了貝氏體等溫淬火研究，分析了貝氏體轉(zhuǎn)變規(guī)律以及貝氏體轉(zhuǎn)變量對軸承性能的影響及貝氏體組織與馬氏體組織的斷裂機理，并利用XRD測定馬氏體淬回火與貝氏體等溫淬火處理后試樣的殘余應力。經(jīng)過研究分析、歸納，得到以下結論： 進口軸承中對軸柱與軸套馬氏體數(shù)量分別控制在不同范圍，與國產(chǎn)軸承鋼相比，進口軸承中馬氏體針、碳化物細小、分布均勻，殘余奧氏體含量低，有些甚至完全消除殘余奧氏體。進口軸承耐磨性能

3、優(yōu)于國產(chǎn)軸承。 GCr15經(jīng)完全奧氏體化后貝氏體等溫淬火和完全奧氏體化后馬氏體等溫淬火再中溫回火預處理的碳化物細化效果佳，終處理后的碳化物細小、均勻、分布彌散，同時細化了奧氏體晶粒。但由于熱處理后的殘余奧氏體含量也偏高，碳化物含量降低，以及碳化物不圓整的原因，軸承試樣的綜合力學性能反而略有下降。預處理為球化退火的軸承試樣綜合性能最佳。進行碳化物細化處理工藝必須同時控制好碳化物的圓整度和殘余奧氏體含量。 GCr15經(jīng)8

4、70℃奧氏體化后淬火160℃鹽浴中等溫20min后空冷，奧氏體產(chǎn)生熱穩(wěn)定化，最終回火后殘余奧氏體量增加至14．2％，等溫時間延長至60min，殘余奧氏體含量不再繼續(xù)增加。馬氏體淬火后立即進行冷處理能有效消除試樣中的殘余奧氏體，使之降低到5％以下。殘余奧氏體含量過多，則顯著降低試樣的強度和硬度。并且其對軸承試樣的沖擊韌性也無明顯改善。試樣馬氏體等溫60min后，少量殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榈葴伛R氏體，使軸承試樣的耐磨損性能提高了32．1％。軸承試

5、樣經(jīng)冷處理減少其殘余奧氏體量后，試樣強度、韌性有所下降，但硬度、耐磨性能均有提高，耐磨損性能比未經(jīng)冷處理試樣提高了35.7％。 GCr15經(jīng)870℃奧氏體化后，于240℃以不同時間等溫油冷或空冷后得到的組織組成為針狀馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體+殘余碳化物。等溫初期，貝氏體轉(zhuǎn)變較快，下貝氏體隨等溫時間延長而長大，等溫到一定時間后下貝氏體轉(zhuǎn)變速率下降，貝氏體不再繼續(xù)長大。貝氏體轉(zhuǎn)變量在45．1％左右時，軸承試樣的綜合性能最佳。耐