轴承钢的热处理工艺研究
轴承钢的热处理工艺研究
【摘 要】本文主要介绍了GCr15SiMoV 轴承钢热处理工艺的相关实验研究。随着淬火温度的升高，GCr15SiMoV 轴承钢的淬火硬度与强度均呈现上升的趋势，延伸率下降，金相组织为板条马氏体和未溶碳化物；随着回火温度的升高，GCr15SiMoV 式样的硬度呈现下降的趋势，SEM 组织为回火马氏体和细小弥散的碳化物；GCr15SiMoV 轴承钢经过860℃保温30min 淬火油冷，随后在200℃保温4个小时空冷，得到的力学性能最佳，其接触疲劳强度能够达到108次。
【关键词】GCr15SiMoV ；热处理；力学性能
轴承材料的力学性能一方面受到材料成分以及冶金质量的影响，另一方面还会受到热加工工艺的影响[1-2]。GCr15是一种比较常用的轴承钢材料，其热处理制度通常采用淬火加低温回火的热处理工艺，主要目的是为了获得耐磨性较好以及硬度较高的低温回火马氏体，采用低温回火的主要目的就是为了获得细小弥散分布的碳化物，为了提高其回火稳定性以及提高回火后的硬度，加入合金元素Mo 和V 。本文通过对相关参考文献的分析，对轴承钢的热处理工艺进行了相关实验的研究，主要目的是为了提高GCr15轴承钢 材料的使用强度和耐磨性。
1. 实验材料以及方法
2. 热处理工艺制度对GCr15SiMoV 轴承钢组织与性能的影响
2.1 淬火温度对其合金钢力学性能的影响
在对材料进行热处理之前，首先使用热机械膨胀仪测出GCr15SiMoV 的奥氏体化相变点，实验测的结果为800℃。所以本实验中所采用的淬火温度分别为820℃、840℃、860℃、880℃四个温度，保温时间均为30min ，冷却方式为水冷。式样棒材进行淬火处理后，进行洛氏硬度测试，测试结果表明：随着淬火温度的不断升高，GCr15SiMoV 的洛氏硬度也在逐渐的增加。由于淬火温度的选取均在奥氏体化温度以上进行的，所以随着温度的升高，越来越多的合金元素开始溶入奥氏体中，导致奥氏体晶格畸变增大，阻碍了位错的滑移，表现出硬度上升的趋势。GCr15SiMoV 钢经过高温淬火处理以后得到了比较细小的板条状马氏体组织，金相图中明亮的小颗粒为未溶的碳化物小颗粒（由于Mo 和V 都属于强碳化物形成元素，明亮的碳化物颗粒可能是Mo2C 或者VC ）。表1为GCr15SiMoV 钢材经过不同淬火温度处理后的力学性能的结果。从表2中可以看出，随着淬火温度的升高，抗拉强度和屈服强度呈现出缓慢上升的趋势，但是材料的延伸率却在明显的下降，说明淬火温度越高，在冷却的过程中所产生的内应力也就越大，导致塑性下降。
影响淬火处理力学性能的差异的主要因素就是淬火温度，较高的淬火温度在产生较大的热应力的同时，也会使得板条马氏体的宽度加大，含量也会上升，从而造成了比较大的组织应力；另外一个方面由于GCr15SiMoV 钢中的含碳量达