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影响轴承寿命材料的因素的控制
作者:admin  来源:本站  发表时间:2016-01-06  点击:497

为(wei)了使影(ying)响(xiang)轴承寿命的(de)材料因素处(chu)于最(zui)佳(jia)状态,首先(xian)需要控(kong)制淬火前钢的(de)原始(shi)组(zu)织(zhi)(zhi),可以采取的(de)技术措施(shi)有(you):高温(wen)(wen)(1050℃)奥(ao)氏(shi)(shi)体(ti)化(hua)(hua)速冷(leng)(leng)至630℃等温(wen)(wen)正火获(huo)得(de)伪共析细珠(zhu)光体(ti)组(zu)织(zhi)(zhi),或(huo)者冷(leng)(leng)至420℃等温(wen)(wen)处(chu)理(li),获(huo)得(de)贝氏(shi)(shi)体(ti)组(zu)织(zhi)(zhi)。也可采用锻轧余(yu)热快速退(tui)火,获(huo)得(de)细粒状珠(zhu)光体(ti)组(zu)织(zhi)(zhi),以保(bao)证(zheng)钢中的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)细小和(he)均匀(yun)分布。这(zhei)种状态的(de)原始(shi)组(zu)织(zhi)(zhi)在淬火加(jia)热奥(ao)氏(shi)(shi)体(ti)化(hua)(hua)时(shi),除了溶入奥(ao)氏(shi)(shi)体(ti)中的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)外,未溶碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)将(jiang)聚集(ji)成(cheng)细粒状。 

     当钢中的原始组织(zhi)一(yi)定(ding)时(shi)(shi),淬(cui)火(huo)(huo)(huo)马氏体的含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(即淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)(jia)热后(hou)的奥(ao)(ao)氏体含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang))、残(can)留奥(ao)(ao)氏体量(liang)(liang)(liang)和(he)未(wei)(wei)溶(rong)碳(tan)(tan)化物(wu)量(liang)(liang)(liang)主要取决于淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)(jia)热温(wen)度和(he)保持时(shi)(shi)间(jian),随(sui)(sui)着(zhe)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)(jia)热温(wen)度增(zeng)(zeng)高(gao)(gao)(时(shi)(shi)间(jian)一(yi)定(ding)),钢中未(wei)(wei)溶(rong)碳(tan)(tan)化物(wu)数量(liang)(liang)(liang)减(jian)少(淬(cui)火(huo)(huo)(huo)马氏体含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)高(gao)(gao))、残(can)留奥(ao)(ao)氏体数量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)多(duo),硬(ying)(ying)度则先随(sui)(sui)着(zhe)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)温(wen)度的增(zeng)(zeng)高(gao)(gao)而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia),达到(dao)峰值后(hou)又随(sui)(sui)着(zhe)温(wen)度的升高(gao)(gao)而降低。当淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)(jia)热温(wen)度一(yi)定(ding)时(shi)(shi),随(sui)(sui)着(zhe)奥(ao)(ao)氏体化时(shi)(shi)间(jian)的延长,未(wei)(wei)溶(rong)碳(tan)(tan)化物(wu)的数量(liang)(liang)(liang)减(jian)少,残(can)留奥(ao)(ao)氏体数量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)多(duo),硬(ying)(ying)度增(zeng)(zeng)高(gao)(gao),时(shi)(shi)间(jian)较长时(shi)(shi),这种(zhong)趋势减(jian)缓。当原始组织(zhi)中碳(tan)(tan)化物(wu)细(xi)小时(shi)(shi),因(yin)碳(tan)(tan)化物(wu)易于溶(rong)入(ru)奥(ao)(ao)氏体,故(gu)使(shi)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)的硬(ying)(ying)度峰移向较低温(wen)度和(he)出现(xian)在(zai)较短(duan)的奥(ao)(ao)氏体化时(shi)(shi)间(jian)。  

     综(zong)上所(suo)述,GCrl5钢淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后未(wei)溶碳化物(wu)在(zai)7%左右(you)(you),残留奥氏(shi)(shi)体(ti)(ti)在(zai)9%左右(you)(you)(隐晶(jing)马氏(shi)(shi)体(ti)(ti)的(de)(de)平(ping)均(jun)含(han)碳量在(zai)0.55%左右(you)(you))为最(zui)佳组织(zhi)组成(cheng)。而且,当原始(shi)组织(zhi)中碳化物(wu)细小(xiao),分布均(jun)匀时(shi),在(zai)可靠地控制(zhi)上述水平(ping)的(de)(de)显微组织(zhi)组成(cheng)时(shi),有利于(yu)获(huo)得(de)高的(de)(de)综(zong)合(he)(he)力学性能,从而具(ju)(ju)有高的(de)(de)使(shi)用(yong)寿命。应该指出,具(ju)(ju)有细小(xiao)弥散(san)分布碳化物(wu)的(de)(de)原始(shi)组织(zhi),淬(cui)(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)热(re)保温时(shi),未(wei)溶的(de)(de)细小(xiao)碳化物(wu)会(hui)聚集长大,使(shi)其粗化。因此(ci),对于(yu)具(ju)(ju)有这种(zhong)的(de)(de)原始(shi)组织(zhi)轴承零件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)热(re)时(shi)间不宜过(guo)长,采(cai)用(yong)快速(su)加(jia)(jia)热(re)奥氏(shi)(shi)体(ti)(ti)化淬(cui)(cui)火(huo)(huo)工艺,将可获(huo)得(de)更(geng)高的(de)(de)综(zong)合(he)(he)力学性能。  

     为(wei)了(le)使轴承零件淬(cui)回火(huo)后表(biao)面残留较大的(de)(de)压(ya)应(ying)力(li),可(ke)在(zai)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)热(re)时通入渗(shen)碳(tan)(tan)或(huo)渗(shen)氮的(de)(de)气氛,进行(xing)短(duan)时间的(de)(de)表(biao)面渗(shen)碳(tan)(tan)或(huo)渗(shen)氮。由于这(zhei)种钢淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)热(re)时奥氏体实际(ji)含碳(tan)(tan)量(liang)不高,远低(di)于相(xiang)图上示出(chu)(chu)的(de)(de)平衡浓度(du),因此可(ke)以(yi)吸碳(tan)(tan)(或(huo)氮)。当(dang)奥氏体含有较高的(de)(de)碳(tan)(tan)或(huo)氮后,其Ms降低(di),淬(cui)火(huo)时表(biao)层(ceng)较内层(ceng)和心部(bu)后发(fa)生(sheng)马氏体转变,产生(sheng)了(le)较大的(de)(de)残留压(ya)应(ying)力(li)。GCrl5钢以(yi)渗(shen)碳(tan)(tan)气氛和非(fei)渗(shen)碳(tan)(tan)气氛加(jia)(jia)热(re)淬(cui)火(huo)(均经低(di)温回火(huo))处理(li)后,经接触疲(pi)劳试验可(ke)以(yi)看出(chu)(chu),表(biao)面渗(shen)碳(tan)(tan)的(de)(de)寿命比未渗(shen)碳(tan)(tan)的(de)(de)提高了(le)1.5倍。其原因就(jiu)是渗(shen)碳(tan)(tan)的(de)(de)零件表(biao)面具有较大的(de)(de)残留压(ya)应(ying)力(li)。 

影响高碳铬钢滚动(dong)轴承零件使用寿命的主要材(cai)料因素及控(kong)制(zhi)程度为: 

(1)钢在淬火前的(de)原始组织中的(de)碳化物(wu)要求(qiu)细小、弥(mi)散。可(ke)采用(yong)高温奥氏体化630℃、或(huo)420℃高温,也可(ke)利用(yong)锻轧余热快速退火工艺来实现。 

(2)对(dui)于GCr15钢淬火后,要求获得平均含碳(tan)(tan)量为0.55%左(zuo)右(you)的(de)隐晶马氏体、9%左(zuo)右(you)Ar和(he)(he)7%左(zuo)右(you)呈匀、圆状态的(de)未溶碳(tan)(tan)化物的(de)显(xian)微组织。可利用淬火加(jia)热温度(du)和(he)(he)时间来控制得到这种显(xian)微组织。 

(3)零件淬火(huo)低温回火(huo)后要求表(biao)面(mian)残(can)留有(you)较(jiao)(jiao)大的压(ya)应力(li),这有(you)助于疲劳抗(kang)力(li)的提高。可采用在淬火(huo)加热时进行表(biao)面(mian)短时间渗碳或渗氮的处理(li)工(gong)艺,使得表(biao)面(mian)残(can)留有(you)较(jiao)(jiao)大的压(ya)应力(li)。

(4)制造轴(zhou)承零(ling)件用钢,要求(qiu)具有较高的纯净度(du),主要是减少O2、N2、P、氧化物和(he)磷化物的含量。可采用电渣重熔,真空(kong)冶炼等技术措施使材料含氧量≤15PPM为宜。 

(来源:轴承钢)

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