轴承钢淬火.doc

国内铁路轴承等温淬火现状
3.1.材料
GCr15
GCr18Mo（SKF－24）
0.90~1.05%C、1.65~1.95%Cr、0.15~0.25%Mo、0.20~0.40%Mn
3.2.HT工艺
230～240℃×3.5h100％BL等温淬火
未采用BL＋M原因：↑αk、防止套圈脆断
↑表层压应力防止过盈装配崩裂
↓淬火变形工艺简单（不回火）
3.3.设备
自动生产线转底、推盘、输送带式
周期式淬火冷却槽＋等温槽＋清洗槽
硝盐等温（50％KNO3＋50％NaNo3＋少量水）
清洗60～80℃水
3.3.1.南京浦镇车辆厂B等温淬火生产线
X1轴承套圈GCr18Mo
奥地利爱协林

同一工件硬度≤1HRC
同一批工件硬度≤2HRC
60～61.5HRC235～240℃×5hHRC↓≤1
组织：BL＋M
变形：涨大量稳定、椭圆变形↓
3.3.2.瓦房店轴承集团B等温淬火生产线
NJP3226X轴承外圈GCr18Mo
北京爱协林REDS270－CN转底式
工艺流程：上料台上料→保护气氛转底炉加热
→淬火槽升降送料机械手→淬火平台→淬火槽淬火
→等温槽升降送料机械手→等温淬火槽→风冷却台风冷
→热水浸洗→漂洗→烘干机
→卸料台卸料
工艺曲线：

材料：GCr18MoHRC60～60.5金相组织3级
3.3.3.宁波华海轴承B等温淬火简易生产线

轴承：FC202870、6488240轧机轴承
HRC59.5～61
变形：FC405819椭圆度0.06~0.20mm
径向涨大0.55～0.70mm
高度涨大0.15～0.20mm

M轴承
4.1.影响轴承寿命的因素及其控制
影响轴承寿命的材料因素
滚动轴承的早期失效形式，主要有：破裂、塑性变形、磨损、腐蚀、疲劳
在正常条件下主要是接触疲劳
主要内在影响因素：硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性、内应力状态（服役条件之外）
4.1.1.淬火钢中的马氏体高碳铬钢原始组织：粒状珠光体
淬火＋低温回火：淬火马氏体M中含碳量，明显影响钢的力学性能
GCr15钢淬火M含碳量为0.5％～0.56％可获得抗失效能力最强的综合力学性能。M：隐晶马氏体，测得的含碳量是平均含碳量。
4.1.2.淬火钢中的残留奥氏体
高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％～20％Ar（残留奥氏体）。
轴承零件中的Ar有利也有弊，Ar含量应适当。
Ar％↑硬度、接触疲劳寿命均随之而增加，
达到峰值后又随之而降低
Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下，
如果自发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。
轴承受载较小时：Ar发生少量变形，既消减了应力峰，又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化，Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小
轴承受载较大时：Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低
4.1.3.淬火钢中的未溶碳化物淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布
受钢的化学成分和淬火前原始组织的影响
受奥氏体化条件的影响。
承载时（特别是碳化物呈非球形）与基体引起应力集中而产生裂纹，从而会降低韧性和疲劳抗力。
淬火未溶碳化物
影响钢的性能
影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布，从而对钢的性能产生附加影响。
淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。
轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的耐磨性获得细晶粒隐晶马氏体
要求未溶碳化物少（数量少）、
小（尺寸小）、
匀（大小彼此相差很小，而且分布均匀）、
圆（每粒碳化物皆呈球形）。
适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。4.1.4.淬火回火后的残留应力
轴承零件经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力。
表面残留压应力的增大，疲劳强度随之增高（过大的残留应力可能引起零件的变形）
表面残留内应力为拉应力时，则使疲劳强度降低。
4.1.5.钢的杂质含量
杂质：非金属夹杂物有害元素（酸溶）
如氧含量越高，氧化物夹杂物就越多
钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关
通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用对于在高应力下工作的轴承零件，必须降低制造用钢的含氧量
例外：钢中的MnS夹杂物
因形状呈椭球状
能够包裹危害较大的氧化物夹杂
对疲劳寿命降低影响较小甚至还可能有益。

4.2.影响轴承寿命的材料因素的控制
4.2.1.淬火前钢的原始组织的控制
高温（1050℃）奥氏体化速冷至630℃等温正火获得伪共析细珠光体组织
冷至420℃等温处理，获得贝氏体组织。
采用锻轧余热快速退火，获得细粒状珠光体组织，以保证钢中的碳化物细小和均匀分布。
这种状态的原始组织在淬火加热奥氏体化时
除了溶入奥氏体中的碳化物外，未溶碳化物将聚集成细粒状。4.2.2.淬火马氏体的含碳量（即淬火加热后的奥氏体含碳量）
淬火