不同球化工艺对GCr15轴承钢组织和性能的影响
发布时间:2017-12-07 06:51
作者:互联网
来源:
71
GCr15
轴承钢经过最终
热处理后,基体中未溶
碳化物颗粒的大小、形貌、分布和体积分数对其性能有很大影响,对接触
疲劳寿命的影响尤其显著。粗大、多角状及
偏析碳化物的
圆度较差,易在其尖锐或凹凸边缘产生
应力集中现象而萌发微
裂纹,从而降低
轴承的
韧性和抗疲劳性能,缩短其使用寿命。因此,为了避免未溶碳化物的危害,要使轴承
钢中的未溶碳化物颗粒细小、球化、分布均匀。最终
淬火后的组织中碳化物颗粒的尺寸与分布在很大程度上取决于球化预处理后颗粒的尺寸与分布,因此,
需要对球化预处理过程中的碳化物颗粒进行细化及均匀分布
控制。上海交通大学材料科学与工程学院的研究者们研究了3种不同球化
工艺的球化效果及其对GCr15轴承钢最终组织和性能的影响,
旨在寻找最佳球化工艺,使碳化物颗粒细小、球化并且均匀分布在基体上。试验材料为
热轧态
GCr15钢,其中C、Cr、Si、Mn、P、S、N和Cu的质量分数分别为0.96%、1.5%、0.08%、0.26%、0.0097%、0.005%、0.1%、0.12%,其余为Fe。试样的球化处理工艺参数见表1,之后进行845℃×30min的淬火和185℃×4h的
回火处理。表1球化处理工艺参数工艺预处理试样编号工艺参数传统球化
退火固溶+高温回火1050℃×30min→炉冷至900℃油淬1780℃×4h→720℃×6h→650℃出炉空冷2700℃×4h→650℃出炉空冷3720℃×4h→650℃出炉空冷固溶+等温退火4780℃×30min→720℃×4h→650℃出炉空冷5780℃×2h→720℃×4h→650℃出炉空冷6780℃×4h→720℃×4h→650℃出炉空冷研究结果表明:(1)与传统球化工艺
相比,固溶+高温回火和固溶+等温退火都能显著细化碳化物颗粒和
奥氏体晶粒。固溶+等温退火工艺不仅能有效缩短球化处理时间,获得更好的球化效果,还能显著
改善颗粒的尺寸均匀性,最佳工艺参数为1050℃固溶→780℃×30min→720℃×4h。(2)球化后的组织在后续
热处理中不仅决定最终获得的未溶碳化物颗粒的形貌、尺寸和分布,而且也影响奥氏体的
晶粒度。(3)采用固溶+高温回火工艺和固溶+等温退火工艺都能显著提高试样的
硬度和
弯曲强度。(来源:轴承钢)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。