【摘要】： 近些年,不銹軸承鋼在航天、航空和計算機等高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,因此其不僅需要耐腐蝕性能,而且還要求具有較高的壽命、高精度和低噪音。目前使用的不銹軸承鋼9Cr18,由于在鋼中存在大塊共晶碳化物,不能滿足使用要求。國內(nèi)外紛紛研制新型不銹軸承鋼來取代9Cr18。 經(jīng)過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻,制定了4種不同碳、鉻含量的不銹軸承鋼。首先通過熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化試驗,并研究其基本力學(xué)性能變化,為制定合理的熱處理工藝參數(shù)提供依據(jù);其次,通過金相顯微鏡、掃描、透射電鏡等現(xiàn)代測試技術(shù)進行顯微結(jié)構(gòu)和碳化物觀察;最后進行了軸承鋼的接觸疲勞性能試驗,探索碳、鉻含量對接觸疲勞壽命影響規(guī)律,并探討接觸疲勞破壞成因和機理。得到如下結(jié)論: (1)通過熱處理工藝參數(shù)試驗得出,淬火溫度在1050℃～1100℃時所制定的4種不銹軸承鋼的洛氏硬度能達到58HRC以上,均能滿足軸承所需要的硬度。碳含量為0.6%,鉻含量為14%時,硬度最高。 (2)淬火溫度在1050℃熱處理條件下,4種不銹軸承鋼基體為隱晶馬氏體+未溶碳化物+殘留奧氏體。通過透射電鏡分析,基體亞結(jié)構(gòu)為板條馬氏體和孿晶馬氏體所組成。 (3)淬-回火以后,碳化物數(shù)量隨著碳、鉻含量明顯變化。當(dāng)碳含量0.78%,鉻含量14.82%以下時,碳化物呈小球狀,顆粒半徑為1.0μm左右,均勻彌散分布。隨著碳,鉻含量繼續(xù)升高,鋼中產(chǎn)生大量的塊狀碳化物,其直徑在6～12μm。通過掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)的觀察分析,在1050℃淬火熱處理制度下,碳化物基本結(jié)構(gòu)是M_(23)C_6。 (4)接觸疲勞壽命試驗結(jié)果表明,1、2、3和4號鋼的額定壽命L_(10)分別為0.90×10~7、1.70×10~7、1.09×10~7和0.36×10~7。1、2、3號鋼額定壽命L_(10)和中值壽命L_(50)分別是4號鋼的2.50倍、4.72倍和3.03倍。2號鋼(0.67%C,13.58%Cr)在1-4號鋼中的額定壽命L_(10)和中值壽命L_(50)和可靠性最佳,其額定壽命L_(10)和中值壽命L_(50)分別是4號鋼(9Cr18)的4.72倍和2.71倍。 (5)對接觸疲勞破壞機理進行了探討,發(fā)現(xiàn)接觸疲勞破壞同時存在次表面和表面破壞機理。以往的對軸承接觸疲勞性能的研究主要集中在硫化物,氧化物的夾雜影響方面,而本研究新發(fā)現(xiàn)碳化物的形態(tài)和分布也是接觸疲勞性能的重要影響因素之一。
【圖文】：

料局部超過其屈服強度，引起塑性微觀應(yīng)變。當(dāng)“飛蝴蝶”組織產(chǎn)生的時候，微裂紋便出現(xiàn)在“飛蝴蝶”翅膀的邊緣，繼續(xù)擴展，最后達到鋼的表面，引起崩裂。在長期接觸應(yīng)力作用下，在表層和近表層內(nèi)還會產(chǎn)生形變帶，如圖1.6[5’]。在變形帶周圍常有長條碳化物存在，這與變形帶中碳的過剩有關(guān)。在長條碳化物長大過程中，，越來越多的碳從變形帶擴散到碳化物中，直到變形帶中的碳濃度降低到平衡狀態(tài)或者循環(huán)負荷終止為止。研究表明，疲勞剝落產(chǎn)生之前，發(fā)生微塑性變形，形成變形帶，其長度大于30卿的表面變形帶，即是微裂紋產(chǎn)生的地方。

4.3.2.3SEM和EDAX的碳化物觀察和分析為了更深入的對碳化物進行分析，對1一4鋼的試樣進行了掃描電鏡分析，結(jié)果見圖4.6。從圖4.6可以看出，不同碳含量的碳化物的大小有很大的差異，碳含量為0.67%的2”試樣的碳比物最大直徑為0.5林m，而碳含量為1.00%的4”試樣的碳化物最大直徑為4卜m，并且碳化物普遍較大。能譜分析的結(jié)果可以確定，2”a處小碳化物為M23C6，4“b處大碳化物為M7C3。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG142.71

【共引文獻】

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本文編號：2618010