本文關(guān)鍵詞：全淬透性軸承鋼的熱處理韌化及表面硬化研究

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【摘要】：軸承作為關(guān)鍵的零部件,表面硬度和耐磨性是影響其壽命的重要因素。因此,要求通過表面改善處理,以提高其表面硬度和耐磨性,保證使用壽命。對比現(xiàn)有的利用低碳軸承鋼滲碳或碳氮共滲提高軸承鋼表面硬度,或者通過中碳軸承鋼的調(diào)質(zhì)處理加表面感應(yīng)來提高軸承鋼性能等工藝,全淬透性軸承鋼的韌化熱處理結(jié)合感應(yīng)加熱表面淬火工藝無論從成本降低和減輕環(huán)境污染,還是從保持心部韌性和表面硬度等方面,都要比前兩者更加具有優(yōu)越性和前瞻性。本文在實驗室條件下,通過探索熱處理對全淬透型高碳軸承鋼組織和性能的影響,研究制定了最佳的熱處理工藝,使軸承鋼各項性能達(dá)到最好匹配。本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)GCr15軸承鋼的熱處理韌化研究,對GCr15軸承鋼采用了不同的淬火及回火工藝,研究了試驗用鋼在韌化熱處理過程中的組織變化規(guī)律,得到GCr15鋼最佳的硬度與韌性匹配,為感應(yīng)加熱表面淬火奠定了前期基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明:全淬透性軸承鋼GCr15經(jīng)過830℃淬火,500℃回火后,組織為回火索氏體,具有硬度40HRC、抗拉強(qiáng)度1400MPa、韌性Aku接近40J的優(yōu)良綜合力學(xué)性能匹配,其性能可以達(dá)到或接近滲碳、滲氮軸承鋼的性能。(2)感應(yīng)快速加熱器參數(shù)的設(shè)計,分析感應(yīng)加熱器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及優(yōu)勢,確定表面淬火用加熱方法,選擇合適的參數(shù)。感應(yīng)加熱器的參數(shù)設(shè)定為電源頻率為20kHz,電源功率容量為60-70kW,感應(yīng)線圈長度為0.34m,感應(yīng)線圈內(nèi)徑為40mm,感應(yīng)線圈匝數(shù)為5匝。采用上述參數(shù),使得感應(yīng)加熱器在金屬零件表面淬火過程中獲得了高的效率和優(yōu)異的性能。(3)表面感應(yīng)淬火實驗室研究,結(jié)合表面感應(yīng)淬火技術(shù)與已得到的最佳韌化熱處理工藝,對試驗用鋼進(jìn)行了表面淬火工藝的研究。探討了表面感應(yīng)工藝對全淬透性軸承鋼組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響,為制定能夠使全淬透性軸承鋼獲得長壽命與高可靠性的技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明:與傳統(tǒng)淬火工藝相比,利用感應(yīng)加熱表面淬火技術(shù),較大幅度的增加了試樣的表面硬度;相變硬化區(qū)由細(xì)小隱晶馬氏體、大量彌散分布在馬氏體基體上的未融的白亮色顆粒狀碳化物、和少量殘留奧氏體組成;感應(yīng)層硬度較普通淬火有所提高主要?dú)w因于升溫速度快、加熱時間短,有較大過熱度,使得晶粒的形核率大大提高,致使硬化層組織非常細(xì)小均勻。
【關(guān)鍵詞】：全淬透型軸承鋼 韌化熱處理 強(qiáng)韌化 感應(yīng)加熱器 表面感應(yīng)淬火
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG161
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 軸承的主要分類介紹10
• 1.2 軸承的工作條件及軸承材料的要求10-11
• 1.3 滾動軸承鋼的熱處理技術(shù)11-14
• 1.3.1 常規(guī)軸承熱處理工藝11-12
• 1.3.2 提高軸承性能的熱處理新工藝12-14
• 1.4 軸承鋼的表面硬化技術(shù)14-19
• 1.4.1 滲碳處理14-15
• 1.4.2 感應(yīng)加熱淬火15-18
• 1.4.3 感應(yīng)加熱參數(shù)的計算18-19
• 1.5 本課題的實驗意義和主要內(nèi)容19-21
• 第二章 實驗材料和設(shè)備及實驗方法21-29
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.2 實驗設(shè)備和方法22-29
• 2.2.1 實驗采用熱處理工藝制度22-24
• 2.2.2 顯微組織分析設(shè)備24-25
• 2.2.3 力學(xué)性能試驗設(shè)備25-27
• 2.2.4 感應(yīng)加熱設(shè)備27-29
• 第三章 熱處理對軸承鋼組織和性能影響29-42
• 3.1 實驗材料和方法29
• 3.2 實驗結(jié)果及分析29-39
• 3.2.1 回火溫度與硬度之間的關(guān)系29-30
• 3.2.2 回火溫度與塑性、強(qiáng)度之間的關(guān)系30-32
• 3.2.3 回火溫度與沖擊韌性之間的關(guān)系32-33
• 3.2.4 沖擊斷口形貌觀察33-35
• 3.2.5 回火溫度對顯微組織的影響35-39
• 3.3 回火溫度對強(qiáng)塑積的影響39-40
• 3.4 韌化熱處理后軸承鋼性能與滲碳、滲氮軸承鋼的性能比較40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 感應(yīng)快速加熱器的參數(shù)設(shè)計42-50
• 4.1 電源頻率的確定42-44
• 4.2 感應(yīng)加熱電源功率容量的確定44-45
• 4.3 感應(yīng)線圈高度的確定45-46
• 4.4 感應(yīng)線圈內(nèi)徑的確定46
• 4.5 感應(yīng)線圈匝數(shù)的計算46-48
• 4.6 本章總結(jié)48-50
• 第五章 全淬透性軸承鋼的表面感應(yīng)淬火實驗研究50-62
• 5.1 實驗材料及方法50-52
• 5.1.1 試驗材料及設(shè)備50-51
• 5.1.2 試驗方案51-52
• 5.2 實驗結(jié)果52-60
• 5.2.1 顯微硬度測量結(jié)果52-55
• 5.2.2 硬化區(qū)晶粒形貌55-57
• 5.2.3 微觀組織57-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 第六章 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67

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