单琼飞, 王 鑫, 薛文方, 祝道明, 叶健熠

（1. 洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039；2. 滚动轴承产业技术创新战略联盟，河南 洛阳 471039）

1 前言

轴承是装备制造业中的关键零部件，轴承的使用性能直接决定着机械设备的性能、质量、可靠性以及整体装备制造水平。目前，我国轴承行业的年产值达千亿级，其中高碳铬轴承钢用量占 80% 以上，尤以 GCr15 钢用量最大。如何提高GCr15 钢制轴承的使用寿命，尤其是提高抗污染润滑条件及高 DN 值工况条件下的使用寿命，已成为国内外学者主要的研究方向。目前，主要的研究方向为表面改性处理。通过改变轴承零件表层化学成分、组织和性能，淬回火处理后，渗层组织为含氮马氏体＋碳氮化合物＋一定量稳定残余奥氏体，芯部组织为常规马氏体＋碳化物＋少量残余奥氏体，表面硬度提高约 1.5～3HRC，达到表层具有比芯部更高的硬度、残余奥氏体和残余压应力，从而提升轴承的使用性能和使用寿命[1-4]。

本文以 GCr15 钢制某型号轴承为例，通过轴承套圈碳氮共渗与常规淬回火后的组织、硬度、回火稳定性、残余奥氏体及残余应力、接触疲劳寿命等性能对比分析，为实现轴承长寿命提供理论基础及数据支撑。

2 试验用料

试验材料选用真空脱气的 GCr15 钢球化退火棒料(直径φ55mm)，其化学成分和冶金质量按 GB/T18254-2016 检验，满足相关标准要求。具体检测结果见表 1、表 2。

表1 GCr15原材料的化学成分 w，%

表2 GCr15原材料的冶金质量

3 试样加工

3.1 加工成尺寸为φ52×12mm的试样数量若干，用于热处理质量分析检测使用。……