作者：王桂

鉻軸承鋼的淬火組織是淬火馬氏體、未溶解的二次碳化物和殘余奧氏體。其中馬氏體是C在a-Fe中的過飽和固溶體，是亞穩(wěn)定相,過飽和碳原子有從固溶體中自發(fā)析出的趨勢;奧氏體是高溫穩(wěn)定相,在室溫時不穩(wěn)定,有自發(fā)析出碳化物,轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe固溶體的趨勢;碳化物相有聚合長大，自發(fā)降低分散度的趨勢;淬火過程中形成的內(nèi)應(yīng)力和亞晶結(jié)構(gòu)，也處于能量上的不穩(wěn)定,有自發(fā)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡的趨勢,這些不穩(wěn)定因素,以及自發(fā)地向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢，都是由熱力學(xué)本身決定的,其轉(zhuǎn)變都與擴散密切相關(guān)。

回火溫度越高,這一過程相對地進行得越迅速、越徹底殘余奧氏體是軸承材料經(jīng)淬回火后少量存在的亞穩(wěn)定相,在軸承貯存、運輸和使用過程中將不斷地發(fā)生向馬氏體組織的轉(zhuǎn)變，由于奧氏體組織與馬氏體組織的比容差異,從而導(dǎo)致軸承零件的尺寸發(fā)生變化,影響軸承的使用壽命

JB/T 1255- 2001 《高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術(shù)條件》對于馬氏體、屈氏體、殘余奧氏體等方面的檢測，只在光學(xué)顯微鏡下對照標準圖譜判定是否合格。為提高我國軸承的尺寸穩(wěn)定性和綜合性能,JB/T 1255- -2014 《高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術(shù)條件》在原標準基礎(chǔ)上,增加了軸承零件淬回火后殘余奧氏體含量要求,對于常規(guī)淬回火工藝處理后的零件,殘余奧氏體含量要求一般小于15%。

為此,本研究以深溝球軸承外圈GCr15材料為試驗對象,通過改變回火溫度,研究相同時間回火后材料硬度殘余奧氏體含量、表面殘余應(yīng)力變化的情況,為GCr15鋼低溫回火工藝的制定提供參考。

1試驗材料及方法

試驗材料為GCrI5鋼車制的套圈，共計80件，按照CB/T 20066- 2006 《鋼和鐵化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法》對試驗用CCrl5鋼取樣,其化學(xué)成分如表I所示。

淬火油采用光亮淬火油,其閃點為186 ℃、粘度為23. 76 mm2/s、最大冷卻速率V... =98. 4 ℃/s、特性溫度為593.7℃。將GCr15鋼車制好的外徑為φ160mm、幅高為37 mm、有效厚度為9.6 mm的深溝球軸承,放進型號為RJCD - 240輥棒淬、回火生產(chǎn)爐,加熱至850 ℃保溫30分鐘后油冷淬火后,然后取出5件,將其中1件用線切割機沿軸向截取4塊試樣,隨后將這4塊試樣和其余4件外圈,按1塊試樣加1件外圈分別在165、200、250、300 ℃進行回火處理,保溫時間均為3. 5 小時,出爐后空冷至室溫。

將經(jīng)過不同溫度回火的軸承外圈按JB/T1255-2014的要求,用型號為HR150-A的洛氏硬度計測量其硬度,用型號為AMI -21的