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回火時(shí)間對(duì)高溫軸承鋼組織和性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-01-22
隨回火時(shí)間的延長(zhǎng)，高溫軸承鋼的強(qiáng)度和硬度逐漸增加，而鋼的塑性和沖擊性能逐漸降低。
近年來，隨著國(guó)內(nèi)外航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，軸承逐漸面臨著高溫、高轉(zhuǎn)速、高腐蝕性等苛刻工作環(huán)境的考驗(yàn)，對(duì)軸承用材料各方面性能的要求也越來越高，尤其是要求軸承在特殊工作條件下必須擁有較高的強(qiáng)度和良好的韌性。具有良好強(qiáng)度和韌性匹配的軸承鋼，一般是通過優(yōu)化合金元素和一系列熱處理制度處理后獲得超細(xì)馬氏體板條、沉淀析出相和殘余奧氏體來達(dá)到鋼強(qiáng)韌化的要求。
本項(xiàng)目所選的試驗(yàn)材料為一種耐高溫軸承鋼，它是采用低碳馬氏體和二次硬化機(jī)理所設(shè)計(jì)的，具有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂韌性和耐腐蝕性能以及一定的耐熱性能。試驗(yàn)主要研究回火時(shí)間對(duì)試驗(yàn)鋼微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，為選擇合適的熱處理工藝提供依據(jù)。
本試驗(yàn)所用的高溫軸承鋼的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.18C、16.0Cr、12.8Co、4.8Mo、2.4Ni，余量Fe。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℃下鍛造成Φ100mm的棒料，鍛造時(shí)保證終鍛溫度在900℃以上。沿棒料縱向切取試樣，將試驗(yàn)鋼在1060℃下固溶1h，迅速放入機(jī)油中淬火至室溫后，裝入冷柜進(jìn)行-82℃冷處理2h，隨后進(jìn)行500℃高溫回火處理2h?；鼗鹜瓿珊笾貜?fù)上述冷處理和高溫回火處理各1次，以穩(wěn)定試驗(yàn)鋼的組織性能。根據(jù)高溫軸承的使用要求，設(shè)計(jì)回火時(shí)間分別為2、5、10、20、50和100h。
室溫力學(xué)性能測(cè)試采用Φ5mm圓棒拉伸標(biāo)準(zhǔn)試樣，根據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料?拉伸試驗(yàn)?第1部分：室溫試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)在WDT-10電子拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。室溫沖擊測(cè)試根據(jù)GB/T?229-2007《金屬材料?夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》在JBN-300B型沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。采用TME公司的TH300型洛氏硬度計(jì)在載荷砝碼為150kg時(shí)進(jìn)行硬度測(cè)試，試驗(yàn)值誤差為±2HRC，每個(gè)試樣打4點(diǎn)，取4點(diǎn)的平均值作為有效硬度值。采用Olympus?GX51圖像分析儀進(jìn)行顯微組織觀察。
????試驗(yàn)結(jié)果表明：隨回火時(shí)間的延長(zhǎng)，高溫軸承鋼的強(qiáng)度和硬度逐漸增加，而鋼的塑性和沖擊性能逐漸降低?；鼗饡r(shí)間的延長(zhǎng)促進(jìn)了試驗(yàn)鋼中第二相的析出和長(zhǎng)大，由于第二相的析出強(qiáng)化，使得鋼的強(qiáng)度和硬度提高。沖擊斷口韌窩中析出相的數(shù)量隨回火時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，且尺寸有所增大，沖擊斷口中典型韌窩形貌逐漸減少，斷裂機(jī)制逐步由韌性撕裂向解離斷裂轉(zhuǎn)變。試驗(yàn)鋼經(jīng)500℃×100h長(zhǎng)時(shí)間回火后有少量μ相析出，μ相的析出使鋼的塑性降低。
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