在高潔凈度冶煉技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)特殊熱處理不僅可以細(xì)化晶粒，也可以細(xì)化碳化物，改善碳化物分布。這樣既可以提高強(qiáng)度和硬度，又可以提高軸承的接觸疲勞壽命不小于3倍。晶粒細(xì)化熱處理后，GCr15軸承鋼的基體組織從約15μm細(xì)化到約5μm的水平。目前我國(guó)對(duì)奧氏體化工藝對(duì)軸承鋼組織結(jié)構(gòu)及性能影響的研究不是特別深入，有必要深入開展熱處理工藝對(duì)軸承鋼接觸疲勞壽命影響的研究，形成軸承鋼的特殊熱處理技術(shù)。
從常規(guī)馬氏體淬火后的組織中殘余奧氏體的含量一般為6%-15%，殘余奧氏體為軟的亞穩(wěn)定相，在一定的條件下（如回火、自然時(shí)效或零件的使用過(guò)程中），其失穩(wěn)發(fā)生分解為馬氏體或貝氏體，導(dǎo)致零件的硬度提高，韌性下降，尺寸發(fā)生變化而影響零件的尺寸精度甚至正常工作。對(duì)尺寸精度要求較高的軸承零件，一般希望殘余奧氏體越少越好，如淬火后進(jìn)行補(bǔ)充水冷或深冷處理，采用較高溫度回火等。但殘余奧氏體可提高韌性和裂紋擴(kuò)展抗力，一定的條件下，工件表層的殘余奧氏體還可降低接觸應(yīng)力集中，提高軸承的接觸疲勞壽命，這種情況下在工藝和材料的成分上采取一定的措施來(lái)保留一定量的殘余奧氏體含量并提高其穩(wěn)定性。目前國(guó)外成功開發(fā)了得到表面超高奧氏體含量熱處理技術(shù)，將軸承鋼的疲勞壽命最高提高了10倍，如圖1和圖2所示。
圖1 軸承鋼表面奧氏體含量與硬度的關(guān)系
圖2 熱處理后表面奧氏體量對(duì)軸承鋼接觸疲勞壽命的影響
高碳鉻軸承鋼一般是整體淬硬，淬后殘余應(yīng)力為表面拉應(yīng)力狀態(tài)，易造成淬火裂紋、降低軸承的使用性能。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行滲碳、滲氮或碳氮共滲，提高表層的碳、氮含量，降低表面層的Ms點(diǎn)，在淬火過(guò)程中表面層發(fā)生轉(zhuǎn)變而形成表面壓應(yīng)力，提高耐磨性及滾動(dòng)接觸疲勞性能。最近的研究還表明：高碳鉻軸承鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲后還可提高軸承在污染條件下的接觸疲勞壽命。一般在淬火加熱時(shí)，通過(guò)控制氣氛的碳（氮）勢(shì)，可達(dá)到以上目的。但如果對(duì)高碳鉻軸承鋼進(jìn)行超常滲碳（碳勢(shì)）2%，則必須加大加工余量，去除滲碳淬火后表層粗大碳化物。
文章來(lái)源：世界金屬導(dǎo)報(bào)、金屬加工
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