某轧钢机轴承套圈遭受压力为400kN,转速为130r/min,接纳GCr15钢制造。热处置惩罚工艺为:860℃加热奥氏体化,230℃等温淬火4h,粗磨后二次回火150℃x3h。等温淬火后组织为:下贝氏体(体积分数为60%-70%)+回火马氏体+匀称漫衍的碳化物,硬度≥63HRC。关于这些热处置惩罚,我们常接纳中频加热电源举行,可是生产中发明,套圈外外貌泛起橘皮状组织缺陷,导致工件失效。
磨练发明,套圈辊道上形成橘皮状缺陷。微观视察发明,组织晶粒粗大,晶界氧化呈玄色网,部分晶界爆发熔化征象,泛起夹角形孔洞;同时磨练发明橘皮下泛起碳化物群集,在距橘皮外貌2mm处硬度下降至54HRC。这说明外貌泛起脱碳层,在橘皮区域发明多处裂纹并向基体延伸扩展。剖析起源以为,橘皮和脱碳缺陷是工件外貌泛起加热过烧引起的。金相视察发明,工件质料部分氧化铝超标,评为3-3.5 级,碳化物网状为2级,碳化物液析为1.5-2级,碳化物带状为3-3.5级。工件热处置惩罚后组织不匀称,典范组织为:针状马氏体带+回火马氏体+下贝氏体(体积分数占20%-30%)+玄色托氏体网+残留奥氏体+碳化物。
剖析以为,铸锭凝固时,共晶碳化物形成树枝状偏析称液析,枝晶碳含量较高,局部泛起(Fe,Cr)3C+(Fe,Cr)7C3A三元共晶。工件铸造使共晶骨架被打碎,某些共晶碳化物以液析形式保存下来,铸造不充分使液析超标,从而引起工件易爆发过烧缺陷。另一方面,工件加热至860℃后,碳化物带状区奥氏体合金化较高,而非碳化物带状区奥氏体合金化水平低,加之炉温不均与尺寸因素,合金元素扩散不充分,奥氏体匀称化较低,导致等温转变时间纷歧致。工件在230℃等温中,有的区域:A-M(大部分),有的区域A-B下。由于工件大,等温最先时需时较长,冷却慢,使工件形成团絮状托氏体,工件于是泛起淬火软点缺陷。工件回火中,又形成马氏体,使尺寸胀大,增添工件变形倾向。别的,回火组织中有回火马氏体和未回火马氏体,并有体积分数为20%的下贝氏体,组织不匀称,引起内应力上升。当内应力大于工件屈服极限时,导致工件泛起翘曲变形,并使套圈圆度超标。由于圆度超标套圈运行中辊道泛起太过摩擦,若是同时保存缺油或供油缺乏及超负荷的事情状态,极易爆发摩擦生热。当其温度抵达或凌驾伪共晶温度1080℃时,工件泛起过烧征象。
综上剖析,GCr15钢套圈缺陷包括:组织中有1.5-2级的碳化物液析,锻后组织不匀称,工件淬火加热时液析区泛起低熔点的伪三元共晶组织;工件热处置惩罚后组织不匀称,马氏体量过高而下贝氏体量缺乏,工件尺寸胀大引起内应力增大.导致工件圆度超标,使套圈运转中摩擦加剧。爆发工件外貌过烧脱碳失效。
为避免上述缺陷和失效,工艺刷新如下:
1)铸造加热应坚持炉温匀称,锻后磨练锻件碳化物应匀称漫衍,锻后组织切合手艺标准。
2)热处置惩罚加热炉炉温坚持匀称一致,炉料安顿应使工件温度匀称,避免工件奥氏体化不均导致热处置惩罚后组织不均、应力过大,使工件运行中泛起摩擦强烈过烧脱碳失效。
3)接纳中频加热电源举行等温热处置惩罚,力争温度匀称,组织转变和形成组织匀称稳固,不致爆发较大应力和变形,以及由此引发的工件太过摩擦泛起的过烧征象。
工件在热处置惩罚历程中受多方面因素的影响,不可阻止的会爆发一些缺陷,因此掌握常见缺陷的预防步伐是很有须要的。本文简朴剖析了轴承套圈爆发缺陷的缘故原由及其工艺刷新,小编希望您能把学到的应用到事情中去。