本文關(guān)鍵詞：高性能滲碳軸承鋼的組織特征與強韌性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《昆明理工大學》 2013年

高性能滲碳軸承鋼的組織特征與強韌性研究

劉剛  

【摘要】：滲碳軸承鋼是優(yōu)質(zhì)低碳合金結(jié)構(gòu)鋼,軸承零件滲碳處理后,表面具有高的強度,心部具備足夠的韌性。本文采用雙真空(VIM+VAR)冶煉低碳CrNMo滲碳軸承鋼作為實驗材料,通過改變淬火回火溫度,確定了實驗鋼具有最佳強韌配合性能的熱處理工藝；通過OM(金相顯微鏡)、SEM(掃描電鏡)、TEM(透射電鏡)等顯微分析手段及熱模擬實驗,分析了實驗鋼心部和滲碳層的組織特征、動態(tài)再結(jié)晶及強韌性提高的原因；通過摩擦磨損實驗研究了實驗鋼的耐磨性能,初步探索出滲碳軸承鋼不同摩擦條件下的磨損機理。 低碳CrNMo滲碳軸承鋼熱處理實驗表明,其組織是板條馬氏體加少量殘余奧氏體和細小碳化物。隨著淬火溫度的升高,晶粒長大,碳化物析出長大,斷口韌窩由細小變大；而隨著回火溫度的升高,板條馬氏體逐漸分解,晶界固溶消失,韌窩變細小,高溫回火時板條中的第二相長大,碳化物沿晶界成鏈狀分布。制定最佳熱處理制度為：910℃加熱保溫1h后油淬,再進行2h+180℃低溫回火空冷,此時沖擊功達到170J,抗拉強度達到1260Mpa,能夠具備好的組織結(jié)構(gòu)和滲碳效果。 低碳CrNMo滲碳軸承鋼熱變形應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律表明,高變形溫度、低應(yīng)變速率和大變形量有利于材料動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生,實驗鋼在溫度1050℃,變形量50%,變形速率1s-1條件下得到細小等軸再結(jié)晶晶粒,平均晶粒尺寸為14.97μm；形變激活能及靜態(tài)持續(xù)加熱分別提供再結(jié)晶所需熱力學和動力學條件,計算出實驗鋼變形量大于30%后形變激活能降速緩慢,50%變形量激活能為436.016kJ/mol;900℃,1s-1,50%變形量時材料達到動態(tài)再結(jié)晶熱力學條件,靜態(tài)保溫加熱,臨界再結(jié)晶時間為5min；由應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系繪制的熱加工工藝圖與實驗結(jié)果符合。 低碳CrNMo滲碳軸承鋼滲層組織觀察研究表明,實驗鋼經(jīng)過910℃滲碳后進行直接淬火和180℃低溫回火,表層組織顯微硬度達到750HV以上,為高碳針狀馬氏體,碳化物(M23C6、M6C或MC)和5.6%左右殘余奧氏體。過渡層組織由針狀馬氏體與板條馬氏體組成,隨著滲層深度的增加馬氏體中碳化物變得細小；硬度法測得滲層小于1.6mm時,顯微硬度大于550HV,說明滲碳層厚度大于1.6mm,而心部組織為板條馬氏體,顯微硬度達到400HV。。 低碳CrNiMo滲碳軸承鋼滲碳后在無潤滑和脂潤滑條件下分別進行點線面三種接觸方式摩擦磨損實驗。從摩擦系數(shù)上看,實驗鋼無潤滑摩擦點線面平均摩擦系數(shù)分別為0.50、0.65、0.55；從磨損機理上看,無潤滑點摩擦以粘著磨損為主,伴隨磨粒磨損,線摩擦以磨粒磨損為主,面摩擦以磨粒磨損和粘著磨損為主。脂潤滑摩擦點線面平均摩擦系數(shù)分別為0.09、0.10、0.11,磨損機理點摩擦以疲勞磨損為主要磨損形式,線摩擦兩端疲勞磨損,心部磨粒磨損,面摩擦以磨粒磨損為主。體現(xiàn)到磨損量上,無潤滑線面磨損量較多達到0.002g,無潤滑點磨損量較少為0.001g,而脂潤滑條件下點線面磨損量均小于0.0005g且相差不大。無潤滑摩擦磨屑通過能譜及顏色判定為鐵的氧化物,而潤滑摩擦磨屑為鐵基體。無潤滑點線面磨痕深度分別為51.4μm、28.2μm及19.51μm,而脂潤滑磨痕更淺,這說明摩擦實驗均未對滲層表面造成嚴重破壞,實驗鋼具備較高的耐磨性能。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG142.4
【目錄】：

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