【文章內(nèi)容簡介】 →保證材質(zhì)、組織； 一定 韌度 →承受沖擊，以免碎裂； 尺寸穩(wěn)定 性好 →保證精度； 一定耐蝕性 →大氣、潤滑油腐蝕。 關(guān)鍵因素 化學成分、冶金質(zhì)量和加工工藝 二、軸承鋼的冶金質(zhì)量和合金化 冶金 質(zhì)量 要求 純凈 →夾雜物要少：主要有各種 氧化物（如 A12O3）和硅酸鹽等； 危害程度依次遞減： A12O球 狀不變形夾雜、鋁硅酸鹽。 接觸面小 應(yīng)力集中大 易產(chǎn)生裂紋 材質(zhì)純凈、組織均勻 氧化物夾雜數(shù)量對軸承鋼疲勞壽命的影響 組 織 均 勻 碳化物細小均布。主要有三類 K： K液析 → 結(jié)晶時枝晶偏析而存在 → 高溫擴散退火，不允許液析嚴重； 帶狀 K→ 軋制時二次碳化物偏析 → 高溫擴散退火； 網(wǎng)狀 K→冷卻時在晶界析出 →正火 圖 GCr15鋼 淬火回火態(tài) 500 （回火隱晶馬氏體＋碳化物） 圖 網(wǎng)狀碳化物 500 圖 帶狀碳化物 500 圖 碳化物液析 500 合金 化 高碳，加入 Cr、 Si、 Mn等。如 GCrl GCrl5SiMn。 Cr含量 ? 組織 特點 經(jīng)合適的熱處理，應(yīng)得到組織： 細小均勻的奧氏體晶粒度 5~8級； M中 含 ~%C；隱晶 M基體上分布細小均 勻的粒狀 K，體積分數(shù)約 7~8%， 一般可 有少量 AR。 負荷較小時 ,為提高 σ 1，可設(shè)計 M中 約 含 %C， K體積分數(shù)約 5%。 → 鋼中總 含碳量應(yīng) ↓ 圖 高碳鉻軸承鋼中馬氏體含碳量與疲勞壽命的關(guān)系 圖 GCr15軸承鋼中未溶 K量與疲勞壽命間的關(guān)系 三、高碳鉻軸承鋼的熱處理 工藝特點是簡單而要求高。 熱 處 理 特 點 球化退火 → 為最終淬火作組織準備 淬回火工藝參數(shù)對疲勞壽命有很大影響 一般采用保護氣氛加熱或真空加熱 160℃ 保溫 3h或更長回火，硬度 62~66HRC 如要求消除 AR → 淬火后立即冷處理 , 而后立即低溫回火。 圖 回火溫度對GCr15鋼力學性能的影響 圖 軸承鋼深冷處理溫度對殘留奧氏體量的影響 1 GCr15， 850℃ 淬火； 2Cr15SiMn， 830℃ 淬火 1 GCr15， 850℃ 淬火 2Cr15SiMn， 830℃ 淬火 思考題 : 軸承鋼在淬火熱處理后 ,硬度檢驗時不允許有明顯的軟點 ,為什么 ? 如出現(xiàn)軟點 ,可能有哪些因素造成的 ? 低碳馬氏體鋼 基 本 性 能 抗拉強度 ζb ， 1150~1500MPa ； 屈服強度 ζs , 950~1250 MPa ； ψ≥40% ；伸長率 δ， ≥10% ； 沖擊韌度 AK≥6J 。 這些性能指標和中碳合金調(diào)質(zhì)鋼性能相當， 常規(guī)的力學性能甚至優(yōu)于調(diào)質(zhì)鋼。 沒有獨立鋼類，有專門開發(fā)的低碳 M鋼。 低碳結(jié)構(gòu)鋼采用淬火 +低回工藝，可得到位 錯板條 M → 強度、韌度和塑性的最佳配合 1 成分工藝特點 ~%C， →以保證淬火后獲得板 M + Cr、 Mo、 Si、 Mn、 V等 → ↑ 淬透性等性能 15MnVB、 20SiMn2MoV等是我國研制開發(fā)的 零件斷面尺寸 ↑ ，心部可 能淬不透， → 綜合性能 ↓ 應(yīng)根據(jù)零件的尺寸大小來 選擇相應(yīng)淬透性的鋼 成 分 特 點 工 藝 特 點 高溫加熱 較長 t保溫 高速冷卻 低碳馬氏體結(jié)構(gòu)鋼及應(yīng)用 應(yīng) 用 在礦山、汽車、石油、機車車輛、農(nóng)業(yè)機械等 制造工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用 實 例 石油鉆機吊環(huán) (卡 ) 20SiMn2MoV代 35鋼 材料 工藝 重量 kg σb /MPa AK /J 35 正火 550 50 20SiMn2MoV 淬火 29 1600 110~120 局 限 性 工作溫度 200℃ 。強化后難以進行冷加工 \焊接 等工序 。 只能用于中小件 。淬火時變形大 ,要求嚴 格的零件慎用 . 吊卡實物外形 表面強化態(tài)鋼 零件在滑動、滾動、接觸 應(yīng)力、摩擦等工況下工作 磨損和接觸疲勞 是主要失效形式 表面應(yīng)具有高硬度、高接 觸疲勞抗力和良好耐磨性， 而心部有一定塑韌性 滲碳鋼、滲氮 鋼、感應(yīng)加熱淬 火鋼等 這類 鋼適宜制造表面和心部性能要求不同的零件，通 過某種工藝使零件表面硬度高耐磨而心部具有較好強韌 性配合以滿足要求。典型零件有齒輪、凸輪等 各種類型的齒輪 合金滲碳鋼 滲碳鋼的合金化 一般含碳量在 ~％ 保證得到強韌 性好的板條 M 常用合金 化元素 Mn、 Cr、 Ni主要 ↑淬透性 Ti、 V、 W、 Mo細化晶粒 滲碳層性能 : 表層碳量、表層濃度梯度和滲層深度 滲碳層深度根據(jù)零件需要確定 。原則上， 滲碳層深度 應(yīng)大于零件的最大切應(yīng)力深度。 Dai QX 心部強度 滲層厚度 表層強度 外應(yīng)力 強度 距離 表面碳濃度太高 滲層太淺 滲碳零件受力與滲層厚度的關(guān)系 合金元素對滲碳層表面含碳量和滲碳層厚度的影響 合金 元素 碳擴散系數(shù) 表層 碳量 滲層 深度 濃度 梯度 淬透性 晶粒長大傾向 含量范圍 質(zhì)量分數(shù) % Ti V ↓↓ ↑↑ ↓ 變陡 不定 ① ↓↓ W Mo Cr ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ 變陡 ↑ ↓ ~ ~ 2 Mn 影響小 ↓ ↑ 平緩 ↑ ↑ ~ 2 Ni ↑ ↓ ↓ 平緩 ↑ 影響小 ~ 4 Si ↑ ↓ ↓ 平緩 ↑ 影響小 表 合金元素對滲碳工藝和滲碳層性能的影響 常用滲碳鋼及熱處理 按淬透性可分為低、中和高淬透性鋼三類。 20Cr鋼：不宜滲碳后直接淬火， 20CrV鋼可 20CrMnTi 鋼特點 : ① Cr、 Mn復(fù)合，淬透性好， D油 約 40mm； ② 較高耐磨性和強韌度，特別是低溫韌度較好； ③ 滲碳工藝性較好，晶粒長大傾向小，可直接 淬火，變形也比較小。 廣泛制造汽車、拖拉機變速箱齒輪，離 合器軸和車輛上的傘齒輪及主動軸等。 滲碳后的熱處理工藝有直接淬火 \一次淬火 \二 次淬火 .細晶粒鋼可用直接淬火 .