贝氏体等温淬火及其在轴承上的应用.pdf

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贝氏体等温淬火及其在轴承上的应用材料热处理学报张增歧，刘耀中，樊志强(洛阳轴承研究所，河南洛阳471039)组织结构2力学性能文献标识码：A乎同时发现有一种硬度高、类似马氏体的组织存在．这种组织方向分布着粒状或短杆状碳化物．空脚形态为凸透镜状，亚结反而逐渐降低，但变化较小，比相同温度回火的组织断裂韧度第23卷第1期2年3月摘要：论述了国内外高碳铬轴承钢下贝氏体淬火的研究成果，对淬火后的显微组织、力学性能进行r对比分析，总结并分析了生产中贝氏体淬火工艺优势及应用，介绍了国内贝氏体淬火装备。关t词：高碳铬轴承钢；贝氏体淬火；应用；显微组织；力学性能中田分类号：Tcl56文章编号：1009-6264(2002)01-0057-041937年Wever和Engei在德国、Devenport和Bain在美国几在德国称为“中温组织”，在美国称为“贝氏体”。国外于1954年开始对GCrl5钢皿氏体等温淬火进行研究并逐步在轴承生产中应用，FAG、SKF等世界著名轴承公司已成功地将等盟淬火工艺应用于铁路、汽车、轧机、起重机、钻具等耐冲击和润滑币良的轴承“。国内于20世纪80年代开始对GCrl5钢的贝氏体淬火进行了研究，并陆续应用于铁路货车轴承及轧机轴承的热处理。并于90年代初开始在轧机轴承和提速及准高速铁路轴摩的生产上推广应用尤为迅速，与此同时，开发了适台于贝氏体淬火的新钢种GCrl8Mo。综合国内研究成果口r知．下贝氏体(B，)组织能提高高碳铬轴承钢的比例极限、屈服强度、抗弯强度和断面收缩率，与相同温度回火的马氏体(M)相比，具有更高的冲击韧度、断裂韧度、耐磨性及尺寸稳定性，表面应力状态为压应力，但高碳锫轴承锕日淬火对接触疲劳寿命的影响尚缺乏统一认识．对表面压应力形成和轴承零件尺寸涨大原因也缺乏探入研究。本文根据以往的研究成果，对高碳铬轴承钢贝氏体淬火后的力学性能进行对比分析．并就表面压府力和尺寸涨大的原因进行探讨．总结井分析贝氏体淬火工艺在生产中的优势及应Hl，介绍国内贝氏体谇火装备。l高碳铬轴承钢经下Dl氏体淬火后，其组织由下见氏体、马氏体和未溶碳化物组成。其中皿氏体为不规则相交的条片，条片为碳过饱和的a结构，其上措着与片的长轴旱550～600的构为位错，末发现孪晶亚结构。贝氏体的数量及形态因工艺条件不同而各异。随淬火加热温度的升高．贝氏体条变长；等部级科技进步三等奖1项，发表论文7篇。温温度升高．贝氏体条变宽，碳化物颗粒变大，且贝氏体条之间的交角变小，逐渐趋向于平行排列，形成类似上贝氏体的形貌”；等温淬火后的贝氏体量随等温时间的延长而增加。GCrl5钢经860℃奥氏体化、230℃等温30min，可得到约31B．．等温60mm可得到约57％Bh得到全B。组织需等温约240min，GCrl8Mo钢得到牟B．组织需更长时11j】。图1为GCrl5钢不同工艺条件下获得的显微组织。2．1冲击韧性B．等温淬火比常规M淬火低温同火(1601：x3h)毗值提高1倍以上”“，与相近温度同失的组织帽比吼值也有所提高，提高的幅度与淬火加热温度及回火温度有关。表1中文献[4，51的数据，对比组织M淬火加热温度偏高，超过GCrl5钢工艺范围上限，组织粗化。众所周知，随着淬火温度的提高，M组织冲击韧度下降，因此B。等温淬火与相近温度回火的M淬回火相比毗值提高幅度较大。一般，B。组织比相同温度回火的组织n。值提高幅度25％～45％。2．2断裂韧性文献：5]指出，B．／M复合组织的断裂韧度与B，量有关，当B。茸由零增加到31．4％时．Kl。和岸¨分别由1814MPa·mm迅速增加到最高值2235．14MPa·m“2，随着B。量继续增加直至全R。时，Klt和K¨cK。。提高约20％。另外，B。组织具有高的门坎值AK．和低的裂纹扩展速率daIdN，即全B．组织不易萌生裂纹，已有的裂纹或新萌生的裂纹也不易扩展。2．3耐磨性硬接煞疲劳寿命一般认为，全B．和B．，M组织的耐磨性低于淬火低温回火组织，与相同温度回火组织的耐磨性相近或略高。全B．组织的接触疲劳寿命L．。和L。，均低于淬火低温回火组织，但与淬火后相矧温度回火组织相比谁优谁劣，意见币统一。对比表1中数据可见，奥氏体化温度偏高的_三组试验结果是一致的，即是±B，组织的接触疲劳寿命比相同温度同火组织高，200TREATMENTVol23NoMarch20023，TGl424收藕日期：修订日期：作者简介：张增歧(1966)，男．}{}阳轴承研究所金属材料部高级上程师，主要从事轴承材料厦热处理上艺、标准及装备研究。获省4％6MPa‘mm、2454MPa·111m、r['ILANSACTIONSOFMATERIALSANDHEAT2001-04-02；20014)9．24
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