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固溶溫度對(duì)耐高溫軸承鋼組織與性能的影響
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：2015-07-15
本項(xiàng)目所使用的耐高溫軸承鋼，通過向試驗(yàn)鋼中添加Cr、Mo、Ni等碳化物形成元素，經(jīng)過高溫回火后會(huì)產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，可以使鋼能得到較高的硬度。
???目前，隨著航空、航天工業(yè)的飛速發(fā)展，軸承的工作溫度越來越高。耐高溫軸承的運(yùn)行溫度已由20世紀(jì)70年代的200℃升高到500℃以上。在高溫條件下使用的耐高溫軸承鋼，必須滿足使用溫度下的性能要求，如高溫硬度、組織變化、疲勞強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性等。本項(xiàng)目所使用的耐高溫軸承鋼，通過向試驗(yàn)鋼中添加Cr、Mo、Ni等碳化物形成元素，經(jīng)過高溫回火后會(huì)產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，可以使鋼能得到較高的硬度。此外，該試驗(yàn)鋼得益于合金元素引起的固溶強(qiáng)化和第二相的析出強(qiáng)化，可以得到良好的強(qiáng)度和韌性匹配，是一種綜合性能良好的軸承用鋼，可以廣泛用于航空、航天及海洋等領(lǐng)域。
本試驗(yàn)所用耐高溫軸承鋼的主要化學(xué)成分見表1。鋼錠經(jīng)過真空感應(yīng)熔煉（VIM）和真空自耗重熔（VAR）熔煉后進(jìn)行鍛造，在1100℃鍛造成Φ40mm的棒料，保證終鍛溫度在900℃以上。沿棒料縱向切取試樣。根據(jù)耐高溫軸承的使用溫度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)軸承鋼的固溶處理溫度分別為1050、1060、1070、1080℃，回火溫度為500℃。首先將試樣在設(shè)定固溶溫度下保溫60min，保證試樣完全奧氏體化，隨后將試樣取出并油淬至室溫，然后將油淬后試樣放置于-70℃液氮中冷卻120min，待試樣溫度回到室溫后，置于回火爐中進(jìn)行500℃×120min回火處理，再重復(fù)進(jìn)行一次冷處理和回火處理后，得到最終測(cè)試試樣。
表1??試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Cr
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Co
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Mo
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Ni
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S
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P
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Fe
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0.20
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16.0
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15.0
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5.0
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2.0
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0.002
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0.008
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余
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?
室溫力學(xué)拉伸試驗(yàn)采用Φ5mm圓棒標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在WDT-10電子拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，應(yīng)變速率為2.5×10-4s-1，所有拉伸試樣的取樣方向沿棒料縱向。室溫沖擊試驗(yàn)在JBN-300B型沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試樣類型為Charpy?U型缺口標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，試樣尺寸為10mm×10mm×55mm，取樣方向沿棒料縱向。用TH300型洛氏硬度計(jì)在載荷砝碼質(zhì)量為150kg時(shí)進(jìn)行硬度測(cè)試。采用Olympus?GX51圖像分析儀進(jìn)行微觀組織觀察。結(jié)果表明：
（1）升高固溶溫度會(huì)降低耐高溫軸承鋼的強(qiáng)度，同時(shí)提高了塑性和沖擊性能，但對(duì)硬度的改變不顯著。
（2）耐高溫軸承鋼經(jīng)過高溫固溶和回火處理后的微觀組織以板條馬氏體為主，同時(shí)包括少量的殘留奧氏體和一定量的碳化物。
（3）由于固溶溫度的升高，馬氏體板條逐漸由短粗變長(zhǎng)、變細(xì)，這有利于提高高溫軸承鋼的塑性和沖擊性能。較高的固溶溫度還會(huì)引起耐高溫軸承鋼的奧氏體晶粒逐漸長(zhǎng)大和粗化，導(dǎo)致耐高溫軸承鋼的強(qiáng)度降低。
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