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100Cr6轴承钢贝氏体相变行为

来源:未知 佚名 2018-09-06 浏览
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  占市场用量最大的高碳铬100Cr6轴承钢,使用状态时的常规组织是高碳孪晶马氏体+碳化物+残留奥氏体。随着轴承行业的发展,对轴承用钢的性能要求变得越来越苛刻。基于贝氏体组织所带来的材料性能的提高,轴承钢的贝氏体等温处理方法值得推广应用。在不影响轴承钢最终性能的前提下,学者们对如何减小贝氏体转变孕育期非常感兴趣。利用贝氏体等温组织的有利性能,改善工艺来减少相变时间。本项目基于热力学与动力学微观组织调控理论,对100Cr6轴承钢等温处理过程相演变规律进行研究,提出了短时贝氏体处理方法。

  实验材料选用ZGJL0.05-100-2.5D型真空感应炉冶炼的1.02C-1.49Cr-0.23Si-0.37Mn(质量分数,%)高碳铬轴承钢,球化退火后室温组织为铁素体基体上弥散分布着球状合金碳化物。在DIL805A型膨胀仪上进行热处理实验,以5℃/s的加热速率加热到860℃保温30min后为奥氏体+未溶解球状合金碳化物(3%)的混合组织,随后分别淬火至不同的温度进行贝氏体等温处理,研究贝氏体等温相变规律;探讨分析贝氏体相变过程过冷奥氏体的稳定性;提出了一种新型两部法贝氏体处理工艺;使用ZEISSULTRA55热场发射扫描电镜进行组织分析;在TecnaiF30透射电镜上进行贝氏体及内部精细结构的研究;在D/MAX-RB12KW旋转阳极X射线衍射仪上进行物性分析;在HVS-1000数显显微硬度计上测试维氏硬度;在硝盘磨损试验机上测试磨粒磨损性能。结果表明:

  (1)贝氏体等温相变的鼻尖温度范围为300~350℃,综合考虑相变孕育期和硬度,得出250℃进行等温处理为最优工艺。低的相变温度促使析出物细小弥散分布,贝氏体板条间呈一定的取向生长;

  (2)在250℃保温20min后冷却至室温时,残留奥氏体含量最高。低于此保温时间时,冷却过程部分奥氏体发生了马氏体转变;保温时间大于20min后,再冷却至室温时,奥氏体并未发生马氏体相变;

  (3)两步法处理,可以显著降低处理时间。第二步采用270℃保温5min,两阶段相变总时间约为常规工艺的27%,残留奥氏体含量仅有6%左右,同时并未明显降低硬度和磨损性能。

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