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軸承鋼中殘留奧氏體含量與熱處理關(guān)系

軸承鋼中殘留奧氏體含量與熱處理關(guān)系

軸承鋼中殘留奧氏體含量與熱處理關(guān)系.jpg

1.殘留奧氏體含量與熱處理關(guān)系分析

軸承鋼中殘留奧氏體的含量,對(duì)軸承的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性有決定性的影響,與軸承材料的抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性,和疲勞強(qiáng)度存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。


軸承套圈在油中冷卻后,是直接進(jìn)行回火處理,還是淬火后繼續(xù)進(jìn)行冷卻,再回火處理,對(duì)軸承套圈的硬度、金相組織都有較大影響。


眾所周知,馬氏體的轉(zhuǎn)變是在Ms-Mz點(diǎn)完成的。由于鉻軸承鋼(Gcr15)的Mz點(diǎn)是處在較低的溫度,如果按正常熱處理工藝(淬火+低溫回火)處理,則淬火后的殘留奧氏體含量較高,一般殘留奧氏體在15%以上,殘留奧氏體在低溫回火時(shí),也不易分解。因此,對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的精密軸承來說是不利的。


低溫下(低于室溫)殘留奧氏體是不穩(wěn)定成分,但由于奧氏體在低溫下等溫轉(zhuǎn)變較緩慢,所以,當(dāng)冷卻到工作溫度以下時(shí),會(huì)產(chǎn)生殘留奧氏體的緩慢轉(zhuǎn)變,為此,要穩(wěn)定金相組織、減少變形,必須通過相應(yīng)的冰冷處理,以減少殘留奧氏體的含量,使之尺寸穩(wěn)定化。另外,為了與國際接軌,新的高鉻軸承鋼滾動(dòng)軸承零件熱處理技術(shù)條件《JB/T1255-2001》(修改版),將提出要增加對(duì)殘留奧氏體含量的檢測(cè)項(xiàng)目。


為此,為了要滿足客戶需要,殘留奧氏體含量控制在1%左右,我們特地做了軸承鋼(Gcr15)的:Φ65mm×55mm×32mm軸承襯套和國外同樣產(chǎn)品,一起放在無錫南方和星杰真空熱處理有限公司的多用爐與真空爐內(nèi)進(jìn)行熱處理(淬火+深冷+回火)工藝,對(duì)比試驗(yàn)。


2.試驗(yàn)分析

試樣編號(hào):1#無錫南方熱處理有限公司(用多用爐熱處理)。2#國外樣品(采用真空爐熱處理)。3#無錫星杰熱處理有限公司工藝一(用多用爐熱處理)。4#無錫星杰真空熱處理有限公司工藝二(采用真空爐熱處理)。


硬度值對(duì)比見附表。2#國外樣品平均值為:695.6HV1,即在60~61HRC之間。4#星杰熱處理平均值為:689.6HV1,即在60~61HRC之間。二者硬度值非常接近,均采用真空熱處理。

硬度測(cè)試表(HV1)-24030906.jpg

經(jīng)4%硝酸酒精溶液腐蝕處理,2#國外樣品金相組織為云窩狀組織,屬正常淬火+低溫回火組織,殘留奧氏體量不大明顯。4#無錫星杰熱處理公司工藝二其金相組織與殘留奧氏體量與2#國外樣品相似。

經(jīng)上海市金屬材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站對(duì)γ相含量及應(yīng)力X射線分析報(bào)告,2#與4#平均殘留奧氏體值非常接近,分別為0.1%與0.4%。完全符合客戶提出殘留奧氏體控制在1%左右的要求。


2#與4#的硬度值、金相組織平均殘留奧氏體值非常接近,它們熱處理工藝均采用真空爐加熱+深冷+低溫回火的熱處理方式,從而說明要減少軸承鋼中殘留奧氏體的含量,達(dá)到變形小、尺寸穩(wěn)定性好、金相組織良好,應(yīng)該采用真空熱處理,其淬火加熱溫度應(yīng)趨于下限,冰冷溫度一般應(yīng)在-100℃以上,其殘留奧氏體量才會(huì)有明顯降低。


3.結(jié)語

為了降低軸承鋼中的殘留奧氏體含量,軸承零件必須進(jìn)行真空爐加熱方式,采用淬火下限溫度,冰冷溫度應(yīng)超出一般軸承鋼傳統(tǒng)的冰冷處理溫度-70~80℃范圍,應(yīng)采用液氮冰冷,溫度在-100~-130℃之間,時(shí)間3~4h,可以達(dá)到滿意的結(jié)果。


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