高性能軸承鋼復合化學熱處理組織及性能研究.pdf

1、隨著國內外航空航天技術的發(fā)展,軸承服役工況日趨復雜化,軸承材料各方面性能要求越來越高,基于節(jié)約資源及軸承接觸面特性考慮,軸承鋼的表面硬化處理是高性能軸承鋼發(fā)展的重要的方向之一。復合化學熱處理不僅保證了材料芯部良好的韌性,同時滲層的組織特點使其獲得了極高的減摩抗磨性和一定的耐蝕性,極大延長軸承的服役壽命,進而提高主機的綜合性能。本文首先研究了滲碳、滲氮及碳氮共滲的滲層組織、硬度特性及成分特征;對低碳 CrNiMoV系鋼進行復合化學熱處理,

2、研究工藝過程中鋼的組織和性能演變規(guī)律;分析表面復合化學熱處理過程中滲層的組織演變及表面摩擦磨損性能。
　　滲碳、滲氮及碳氮共滲工藝研究結果表明:鋼的滲層組織及硬度特征與成分密切相關,滲碳過程中,Mo與Cr元素易形成碳化物提高滲層強度。滲氮及碳氮共滲過程中Cr與V元素易形成氮化物提高滲層強度。選擇低碳CrNiMoV系軸承鋼作為復合化學熱處理試驗鋼。
　　熱處理對試驗鋼組織性能影響表明:經過熱處理過程芯部組織均為板條馬氏體,隨著

3、實驗淬火溫度升高對晶粒度影響不大,主要影響碳化物的固溶,隨著實驗回火溫度的升高不影響材料的斷裂方式,組織中板條馬氏體束寬度、碳化物尺寸的變化影響材料的強韌性能。最終試驗鋼性能可達到硬度45.8HRC,抗拉強度1520MPa,屈服強度1200MPa,沖擊吸收功14.3J。
　　復合化學熱處理組織特征研究表明:滲層厚度為1.7mm,滲層組織分為四層,最外層為氮化物層,厚度為6~8μm,第二層為碳氮化物過渡層,厚度為0.3mm,為針狀馬