轴承钢球化退火问题.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————轴承钢球化退火问题 GCr15 球化退火問題轴承钢主要用制造滚动轴承滚珠、滚柱和套圈等, 有时也用来制造工具,如冲模、量具、丝锥等。轴承在工作时承受着高的集中交变载荷,由于滚珠与轴承套圈之间的接触面积小, 在高速转动的同时还有滑动, 会产生很大的摩擦。所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性, 以及高的弹性极限。因此轴承钢需具有隐晶回火马氏体+ 细小渗碳体颗粒组织。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格, 是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。经过大量的试验和生产实践证明, 只有当轴承零件的原始组织为细球状珠光体时, 经过淬火加低温回火后, 才能获得隐晶回火马氏体及在其上分布着细小碳化物颗粒的组织, 这种金相组织才使得轴承零件具有高强度和韧性. GCr15 是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢占世界轴承钢生产总量的 80% 以上。含碳 Wc 为 1% 左右, 含铬量 Wcr 为 % 左右,从 1901 年诞生至今 110 多年, 主要成分基本没有改变,现在生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+ 电渣重熔工艺冶炼, GCr15 钢是经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工塑性中等, 切削性能一般, 焊接性能差, 对形成白点敏感性能大, 有回火脆性。所以要用球化退火。将钢按完全退火的加热速度加热到 Ac1 以上 20~30 ℃的温度(比------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————不完全退火更低一些), 保温后, 再以每小时 20~ 50℃的速度降至钢的 Ac1 以下一个温度, 并在这个温度下保温一段较长的时间, 最后随炉冷到 450~500 ℃左右出炉,再在空气中冷却。通过这种退火后,珠光体中渗碳体及过剩渗碳体都呈球状分布,故称球化退火。目前, 在工业生产中 GCr15 钢多采用等温球化退火处理工艺, 它是利用不均匀奥氏体中未溶碳化物或奥氏体中高浓度碳偏聚区的非自发形核的有利作用来加速球化。对于细珠光体组织, 如果加热到 A1 温度以上, 随后缓冷到 A1 以下, 那么这种细珠光体组织则往往会被缓冷或保温过程中形成的粗大珠光体组织所替代, 其结果反而不利于碳化物的球化[4] ; 同时, 在保温过程中又不断有渗碳体颗粒按 Ostwald 熟化机制长大, 使球化的渗碳体变大。什么是球化退火?球化退火操作操作时应注意些什么?怎样缩短球化退火的时间?球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具, 量具, 模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度, 改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。 GCr15 钢的退火加热范围为 780 ~ 810 ℃, 因而该厂采用 790 ℃. 冷却速度控制在 15~ 20℃?h 范围内, 整个工艺过程需要 17h. 该厂根据这一工艺路线对轴承零件进行球化处理, 要求硬度为 179 ~ 207 HBS, 球化组织级别为 2~4级. 将钢按完全退火的加热速度加热到 Ac 以上 20-30 ℃的温度( 比不完全退火温度更低一些); 保温后,再以每小时 20-50 ℃的速度降至该钢的 Ar1 以下一个温度,并在这个温度下保温一段较长的时间,最------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————后随炉冷到 450-500 ℃左右出炉, 再在空气中冷却。通过这种退火后, 珠光体重点渗碳体极过剩渗碳体,都呈球状分布,故称球化退火,是不完全退火的特殊操作, 也是不完全退火的发展, 它与等温退火是有区别的,我们不能把它们混淆起来。球化退火之所以能使渗碳体球化,是因为它的加热温度只高于 Ac1 不多,珠光体虽然转变为奥氏体,但还有大量的碳化物保留着, 在冷却的时候, 为溶于奥氏体中的碳化物, 作为结晶核心; 另外碳化物溶于奥氏体中, 并不等于奥氏体的成分已经均匀, 在碳化物原先存在的地方, 含碳浓度就高。这样就造成