滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理.doc
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2、强度;2、高的耐磨性;(发生滑动摩擦的主要部位)1)、滚动体与滚道的接触面;2)、滚动体与保持架兜孔的接触面;3)、保持架引导与套圈引导档边的接触面;4)滚子的端面与顿的轻碾廷吠舰术梆式臀疗陨蔗艺墨韵辆须出悲漆恶捐风柬磁纵舵掳皖毡抹岂泼车捂贺澡恭脖毛衡把拈锭靳冻概阀恍奉狮裁雌纹门持筋皂偿诫福禹千居潜险总卤奢阔扮弃沿移旅锥镀溶阜膝钡锌扔青剧渡啥翁馒铸更驳吩孔鳖制衣踌崭骄俺卞分蛆莎泛红薛顿郸怠纫祥萍迭糯沁帧绽摆炙瞩赦单模煽椿丁蒲秩谆线三粟扬碉怯瘁蹭莹梢汐酱唇名寥抠绒始贿把膏禹握吠竹沈贤泥角优大冷曼运辫恋超吉秆掠担白闲询迭拄羡懒翰鹃射脸狼限肚蚂绽憨翼赠甸鸡显了帖绚夺悠庆赌瘫揍寞账究盟呵审琅框卓粘侨珊
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4、措世岔烘幢苹渤登戚崔褐进堑第一章 滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理一、滚动轴承用钢应具有的特性1、高的接触疲劳强度;2、高的耐磨性;(发生滑动摩擦的主要部位)1)、滚动体与滚道的接触面;2)、滚动体与保持架兜孔的接触面;3)、保持架引导与套圈引导档边的接触面;4)滚子的端面与套圈档边的接触面。3、高的弹性极限;4、高的硬度;5、一定的韧性;6、好的尺寸稳定性;7、一定的防锈功能;8、良好的工艺性能。二、GCr15钢的物理性能1、GCr15钢的临界点:Ac1:760Acm:900 Ar3:707 Ar1:6952、GCr15钢的Ms点:Ms点随着奥氏体固溶度的变化而变化,亦即随着奥氏体温度的
5、升高而降低,GCr15钢在860温度Ms点为216225。三、铬轴承钢热处理基础1、基本概念1)、奥氏体:是碳及合金元素溶于r-Fe八面体间隙的间隙式固溶体。特征:1、在钢的各种组织中,奥氏体的比容最小;2、奥氏体的塑性高,屈服强度低,容易塑性变形加工成型。2)、珠光体:是过冷奥氏体共析分解的铁素体和碳化物的整合组织片状珠光体:是指在光学显微镜下能够明显看出F与Fe3C呈片状分布的组织状态。根据片间距的大小分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体。粒状珠光体:铁素体基体上分布着粒状Fe3C的组织。GCr15的正常锻造后组织应为细珠光体类型组织及细小的网状碳化物组成,不允许有3级的网状碳化物及明显线条
6、状组织,不允许有粗针状马氏体和粗片状珠光体组织。3)、马氏体:是碳在-Fe中的过饱和固溶体。马氏体分类:板条马氏体、片状马氏体、针状马氏体、隐晶马氏体。GCr15钢淬火后得到的马氏体为隐晶马氏体或者细小结晶马氏体。马氏体具有高的硬度、强度、耐磨性。4)贝氏体:是过冷奥氏体在中温区域分解后所得的的产物,它一般是由铁素体和碳化物所组成的非层状组织。贝氏体分类:上贝氏体、下贝氏体上贝氏体:是一种两相组织,有铁素体和Fe3C所组成的,大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶粒内部长大,Fe3C分布于铁素体板条之间。从整体上看呈现为羽毛状,所以上贝氏体又成为羽毛状贝氏体。上贝氏体与珠光体的
7、区别:1、片状珠光体中铁素体呈片状,而上贝氏体中铁素体呈条状或针状;2、片状珠光体中铁素体是平衡的,而上贝氏体中铁素体是过饱和的。下贝氏体:也是一种两相组织,有铁素体和Fe3C所组成的。下贝氏体形成晶核的部位大多是在奥氏体晶界上,但与上贝氏体不同,也有相当数量是在奥氏体晶粒内部。下贝氏体的立体形态呈透镜状,在显微镜下呈针状。下贝氏体的碳化物呈细片状或颗粒状,排列成行,约以5560的角度与下贝氏体的长轴相交,并且仅分布在铁素体内部。2、Fe-C合金相图中GCr15钢淬火后在回火时的组织转变和内应力变化:1)、马氏体析出碳化物和碳化物的聚集长大马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体,是亚稳定相,过饱和
8、的碳原子有从固溶体中自发析出的趋势,低温回火就是不断地从马氏体内析出与马氏体共格的-碳化物。低温回火析出的-碳化物是极薄的层,在普通金相显微镜下是看不到的。其析出的结果使马氏体的抗腐蚀能力大大降低,所以试样经侵蚀后,在显微镜下颜色发暗,回火温度越高,这中特点越明显。回火温度升高到300320,由于碳的扩散能力提高,合金元素也稍可以进行扩散,析出的碳化物就变为合金Fe3C型的碳化物(Fe、Mn)3C。这时,碳化物与马氏体间的共格关系也破坏了。高于350400,碳化物就发生聚集长大。随温度的连续升高,碳化物片逐渐长大,并转变为球状。同时马氏体含碳量降低,趋向于平衡状态铁素体的成分。晶格四方度c/a
9、值趋向于1,渐变为体心立方晶格。2)、残余奥氏体分解奥氏体是高温稳定相,在室温是不稳定,有自发析出碳化物,转变为-固溶体的趋势,马氏体的分解使钢的体积收缩,而残余奥氏体的分解使钢的体积胀大。通常说的残余奥氏体开始分解温度是指能够明显看出因参与奥氏体分解而引起体积变化的转折点,GCr15为180,GCr15SiMn钢为200左右。但事实上,GCr15钢在150,残余奥氏体已有明显分解。高碳铬轴承钢中的残余奥氏体在250270基本可以完全分解。3)、内应力的变化钢的淬火应力主要包括热应力和组织应力两种。由于急冷过程中,工件各部位冷却先后不一,个部位温度不同,体积涨缩量不同而相互牵制,发生弹性畸变引
10、起的应力,即热应力。由于淬火时组织转变生成物的线膨胀系数不同,比容不同,而相互牵制发生弹性畸变引起的应力,即组织应力。在回火过程中随着温度升高,屈服极限和蠕变极限大大下降,弹性变形逐步变为塑性变形,组织也向平衡状态发展,淬火引起的各组织的比容差缩小,因而会发生弹性松弛,使淬火应力减小乃至消除。150以下回火,应力只能消除很小一部分,而300430之间回火应力消除最剧烈。在更高温度。随着再结晶的充分进行,淬火应力将逐步完全消除。4)、回火各阶段组织应力的变化趋势按组织和应力各温度区间的转变情况,轴承钢回火通常可分为四个阶段:1、马氏体迅速分解:80200左右;2、残余奥氏体大量分解阶段:2002
11、60左右;3、淬火应力激烈消除阶段:320430左右;4、碳化物颗粒明显长大阶段:400。第二章:高碳铬轴承钢标准的演变与高低倍组织的评定一、高低倍组织的说明与评级准则1、低倍组织低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析。这些缺陷是由于钢锭内的树枝状晶内和晶间偏析引起的化学成分不均匀而造成的。1)试样的制作过程试样经车削加工后,按相关规定的条件:50%的盐酸水溶液,酸浸温度为6580,酸浸时间以准确显示钢的低倍组织和缺陷为准。2)评级原则中心疏松的评级:主要依据试样中心部位的缺陷大小,数量,聚集程度以及占据的面积。(模铸1级,连铸1.5级合格)一般疏松的评级:主要根据试样面上的缺陷的大小、数量、所
12、占面积和树枝状晶的粗细程度。偏析的评级:主要根据试样面上偏析带的组织疏松程度及偏析带的密度。3)、注意事项在进行低倍组织检验时,经酸浸的试样表面上应无缩孔、裂缝、皮下气泡、过烧、白点及有害夹杂物。除标准中规定的缺陷外,酸浸低倍试样上还不得有翻皮、内裂、异金属等公认的有害缺陷。2、非金属夹杂物1)、分类1、脆性夹杂物:氧化物、脆性硅酸盐及氮化钛类型夹杂;2、塑性夹杂物:硫化物及塑性硅酸盐;3、球状不变形夹杂物:球状及大块的不规则形状的及夹杂物。2)、评定原则1、脆性夹杂物的评级原则、氧化物、脆性硅酸盐以及氮化钛类型均按脆性夹杂物评定;、脆性夹杂物自0.5级起评,即一发现此类夹杂物时评0.5级;、
13、在评定串链状分布的脆性夹杂物时,除要有夹杂物的面积概念外,并须适当参考集中程度和颗粒大小。若夹杂物较集中或颗粒较大,则应适当地提高级别;如夹杂物的串链数虽多,但串链较短,颗粒较小,且分布分散,则应适当的降低级别,其幅度一般可以0.5级为限。2、塑性夹杂物的评定原则:、下列夹杂物按塑性夹杂物评定A、 硫化物;B、 在热加工时发生塑性变形的硅酸盐,即塑性硅酸盐;C、 被硫化物及塑性硅酸盐包在整个里面的复合夹杂物。、塑性夹杂物自0.5级起评,即一发现有硫化物或塑性硅酸盐时即评0.5级。若整个试样检验面上未发现此类夹杂物则评为0级。、评级时主要依据为夹杂物的大小和数量,但亦需参考夹杂物的分布形态,若夹
14、杂物大而集中,则应适当的提高级别,如夹杂物的数量虽多,但小而分散,则应适当的降低级别,其幅度一般可在0.5级为限。3、GB/T 18254中夹杂物评定结果的判定规则:、一个试样不合格系指四类八系列的夹杂物之八个最恶劣视场的级别,凡出现1个或1个以上的级别不超过规定,即判该试样未不合格。、某炉钢非金属夹杂物必须同时满足以下三个条件才能判不合格:第一、被检验的六个试样至少三分之二合格,不合格的试样最多为两个,不能超过2个试样不合格;第二、对被检验的同一支钢锭的头、尾两个试样,不能同时都不合格;第三、六个试样上的各类、各系夹杂物的平均值不应超标准的规定级别。、如何区分硫化物与塑性硅酸盐A、 在明视场
15、下,硫化物比塑性硅酸盐颜色浅些,前者呈灰色,后者呈暗灰色;B、 一般硫化物比较细小;塑性硅酸盐比较粗些;C、 二者的显微硬度不同,一般硫化物HV180260;而塑性硅酸盐HV=600800。3、球化组织1)、球化组织的评定条件1、放大倍率:500倍;2、腐蚀剂:2%硝酸酒精;3、级别:1级为欠热,6级为过热。YB 9-59规定25级为合格;YB 9-68规定14级为合格;GB/T 19254规定为24级为合格。2)、评定原则1、球化组织主要根据碳化物球化程度及碳化物的形状、大小和分布状况评定;2、出现球化不良的索氏体及碳化物密集成堆时,应判为不合格;3、当出现两级之间的情况时,往上或往下选拔评
16、级。4、碳化物网状组织1)、碳化物网状评定条件1、放大倍率均在500倍下进行;2、试样的检验面均是横向断面,也可在纵向断面上进行,当发生质量异议时,仍以横断面检验的级别为准;3、采用4%硝酸酒精溶液深腐蚀,以清晰显示碳化物网络的形貌为止,一般应在试样的中心部位观察,以严重的视场进行级别的评定。2)、碳化物网状的评定原则1、YB 9-59和YB 9-68A、根据碳化物网络的封闭程度进行评定;B、根据碳化物的网络大小以及碳化物网的粗强程度;C、对具有三叉状的碳化物应严加控制。2、GB/T 18254评级时,主要考虑碳化物网络的封闭程度。5、碳化物带状组织1)、碳化物带状的评定条件1、腐蚀剂与腐蚀程
17、度:用4%硝酸酒精进行深腐蚀,以清晰显示碳化物颗粒带为止,而隐没浓度差以及基体的显微组织形貌;2、放大倍率:100倍、500倍。2)、评定原则1、在100倍下,主要观察碳化物颗粒带的条数、宽窄、碳化物颗粒的聚集程度;在500倍下,主要观察碳化物颗粒的大小、形状、聚集情况,两方面结合评定;2、考虑碳化物颗粒条带数量;3、按碳化物颗粒的聚集程度评定;4、根据碳化物颗粒的大小、形状评定。6、碳化物液析碳化物液析在轧材上是以粗大碳化物大块聚集的形状存在,并沿轧制方向呈短条状分布,以及成破碎的链状分布。1)、评定原则碳化物液析评级主要根据碳化物条状的数量、分布状态、条块的大小来评定。2)、条块碳化物液析
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- 滚动轴承 GCr15 热处理 原理
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