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高溫回火對GCr15SiMn滾動軸承鋼（化學(xué)成分）組織和力學(xué)性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-06-11
本工作著重研究高溫回火過程中軸承鋼組織和力學(xué)性能的變化規(guī)律，與軸承鋼的低溫回火工藝的組織和力學(xué)性能進(jìn)行對比，從而為確定GCr15SiMn軸承鋼在不同環(huán)境下使用而采用不同的熱處理制度提供技術(shù)依據(jù)。
???隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軸承鋼的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其應(yīng)用環(huán)境也更加復(fù)雜，對軸承鋼的要求也越來越高，只注重提高軸承鋼的抗壓、耐磨損、抗疲勞、耐腐蝕和工作壽命已不能滿足使用要求，在某些使用環(huán)境中也要求有一定的韌性，以防軸承在高接觸應(yīng)力和沖擊作用下產(chǎn)生破壞，提高GCr15SiMn軸承鋼使用的安全性。因此，本工作著重研究高溫回火過程中軸承鋼組織和力學(xué)性能的變化規(guī)律，與軸承鋼的低溫回火工藝的組織和力學(xué)性能進(jìn)行對比，從而為確定GCr15SiMn軸承鋼在不同環(huán)境下使用而采用不同的熱處理制度提供技術(shù)依據(jù)。
試驗(yàn)選用的鋼材是GCr15SiMn鋼退火鍛件，其化學(xué)成分如表1所示。從鍛件中部取拉伸和沖擊試樣毛坯，進(jìn)行熱處理，其熱處理工藝制度為：在840℃下保溫1h后油冷，然后在500、550、580、600、650、700℃溫度下回火2h后空冷至室溫。熱處理后，將毛坯按照GB/T228-2002和GB/T229-2007加工成拉伸試樣（Φ5mm×M12mm）和夏比U型缺口沖擊試樣（10mm×10mm×55mm），分別在WDT-10電子拉伸試驗(yàn)機(jī)上測得其拉伸性能；在JBN-300B沖擊試驗(yàn)機(jī)上測得其沖擊性能。然后采用日立S-4300掃描電鏡（SEM）對試樣的顯微組織進(jìn)行表征。
表1??試驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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Cr
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P
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S
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0.95～1.05
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0.40～0.65
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0.90～1.20
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1.35～1.65
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＜0.02
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＜0.02
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試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）相比于低溫回火的GCr15SiMn軸承鋼，試驗(yàn)鋼在高溫回火過程中，強(qiáng)度和硬度下降，塑性和韌性得到提高，試驗(yàn)鋼可以用在某些對韌性要求較高的環(huán)境中。
（2）隨回火溫度的升高，試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度和硬度下降，塑性和韌性上升；在高溫回火過程中，淬火馬氏體的形態(tài)逐漸消失，碳化物發(fā)生聚集長大。強(qiáng)度和硬度下降、塑性升高是由于碳化物的長大對位錯的釘扎作用減弱的結(jié)果；而大顆粒的碳化物可以阻礙裂紋的擴(kuò)展，并使斷裂的解離面減小，使韌性得到改善。
（3）試驗(yàn)鋼的最佳熱處理工藝為840℃淬火保溫1h油冷，600℃回火保溫2h，此工藝下的試驗(yàn)鋼可達(dá)到良好的強(qiáng)塑性配合。
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