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含氮不锈轴承钢的孪晶碳化物及其对性能的影响

2014-07-21宋华华刘汇河李付伟仵永刚杨争

轴承 2014年12期

宋华华,刘汇河,李付伟,仵永刚,杨争

(洛阳LYC轴承有限公司,河南 洛阳 471039)

目前,国内不锈轴承钢材料主要为9Cr18,9Cr18Mo高碳铬不锈钢,由于这2种钢具有较高的含碳量和含铬量,加工过程中会产生大块状的共晶碳化物。由于其碳化物分布不均匀,大部分在晶界上析出且无法在热处理过程中消除,这种组织对轴承套圈的磨削和超精工序均会产生不利的影响。当轴承承受较大载荷时,易在共晶碳化物处造成应力集中而产生疲劳裂纹源,从而导致轴承使用性能和接触疲劳寿命受到损害。对此国内外相关研究人员均进行了大量的研究,先后开发了不同类型的含氮不锈轴承钢,该类材料中均匀分布着氮和碳形成的细小粒状碳氮化合物,类似于高碳铬轴承钢的球化退火组织,但没有高碳铬不锈钢中粗大的共晶碳化物和针片状共晶碳化物。

国内开发的40Cr15Mo2VN含氮不锈轴承钢就是其中之一,但国内关于该钢种的研究和报道较少。由于40Cr15Mo2VN含氮不锈轴承钢合金元素含量高,锻造加热温度范围窄,加工难度大,极易出现由于锻造温度过高及保温时间过长造成的锻造组织粗大,甚至产生孪晶碳化物组织。下文主要分析40Cr15Mo2VN锻造过程中出现的孪晶碳化物及其对断口形貌的影响。

1 试验

1.1 试验材料

试验材料为40Cr15Mo2VN轴承钢,采用双真空方法冶炼,化学成分见表1。其中氮元素采用氧氮分析仪测定,其余元素则采用直读光谱法测定,按照AMS 5925A—2006标准进行评定。

表1 40Cr15Mo2VN钢化学成分 w,%

该材料经过锻造退火后进行热处理,分别取锻造退火和热处理后的试样进行显微组织观察;……

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