曾伊琪，陈志辉，韩利战，顾剑锋

(上海交通大学 材料科学与工程学院 上海市激光制造与材料改性重点实验室，上海 200240)

GCr15轴承钢经过最终热处理后，基体中未溶碳化物颗粒的大小、形貌、分布和体积分数对其性能有很大影响，对接触疲劳寿命的影响尤为显著。粗大、多角状及偏析碳化物的圆度较差，易在其尖锐或凹凸边缘产生应力集中现象而萌发微裂纹，从而降低轴承的韧性和抗疲劳性能，缩短其使用寿命。因此，为了避免未溶碳化物的危害，要使轴承钢中的未溶碳化物颗粒细小、球化、分布均匀[1-4]。最终淬回火后的组织中碳化物颗粒的尺寸与分布在很大程度上取决于球化预处理后颗粒的尺寸与分布，因此，需要对球化预处理过程中的碳化物颗粒进行细化及均匀化分布控制[5]。

下文研究了3种不同球化工艺的球化效果及其对GCr15轴承钢最终组织和性能的影响，旨在寻找最佳的球化工艺，使碳化物颗粒细小、球化并且均匀分布在基体上。

1 材料及方法

试验材料为热轧态GCr15钢，其中C,Cr,Si,Mn,P,S,N和Cu的质量分数分别为0.96%，1.5%，0.08%,0.26%,0.009 7%,0.005%，0.1%，0.12%，其余为Fe。试样的球化处理工艺见表1，之后进行845 ℃×30 min的淬火和185 ℃×4 h的回火处理。将热处理后的试样进行研磨、抛光后，用3%的苦味酸酒精溶液腐蚀，然后分别采用JSM-7600F扫描电镜和Image-Pro Plus软件对碳化物颗粒形貌及尺寸进行统计与分析。用过饱和苦味酸水溶液+适量十二烷苯磺酸钠溶液热浸蚀终处理后的试样，观察其金相组织并根据ASTM E112-10《金属材料的平均晶粒度标准测试方法》进行晶粒度等级评定。……