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軸承結構穩定性熱處理

作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2019.02.04
信息摘要:
第13章軸承結構材料防止裂紋產生。13.5.8結構穩定性熱處理了解熱處理過程中滾動軸承零件尺寸與形狀變化,對后續機加工及零件功能是至關重要的…

第13章軸承結構材料

防止裂紋產生。

13.5.8結構穩定性熱處理

了解熱處理過程中滾動軸承零件尺寸與形狀變化,對后續機加工及零件功能是至關重要的。體心立方結構的高碳低合金鋼,加熱到約727℃時,該臨界溫度下,材料發生相變而變成面心立方結構 由于熱膨脹而造成尺寸迅速增加(圖13.12);正如前面所素體。如果將材料加熱至奧氏體范圍內更高的溫度,那2 (即奧氏體),導致零件收縮。奧氏體的質量體積小于鐵在達到馬氏體相變溫度之前,材料一直收縮。冷卻到室溫 么,由于熱膨脹之故體積繼續增加。反之,快速冷卻時,加熱時,零件繼續收縮,形成體心正方結構馬氏體。由于在很冷卻低的溫度下發生相變。所造成的體積增加使材料產生應力。實際上不可能完全轉變為未回火的馬氏體(體心正方結構), 由于對大批零件進行熱處理時,奧氏體(面心立方結構),所以顯徽組織中殘留一定量的奧氏體(其量取決于淬火程度)。零件還必須進行熱穩定,以減少殘余應力和獲得所希望的結構穩定性。軸承鋼發生尺寸變化主要與細小碳化物從馬氏體內析 和淬火期間的體積變化出和殘留奧氏體的分解或相變有關。由于溫度或應力等外界因素的緣故,軸承運轉期間也會發生尺寸變化,所以制造者必須選擇適當的熱處理以保證所希望的尺寸穩定性。通常在6-260℃的溫度范圍內對高碳鉻鋼進行回火處理。在此溫度范圍內,細小碳化物被析出,馬氏體主要是體心正方結構,體積略有減小。在205~288℃溫度范圍內回火,導致與時間、溫度有關的殘留奧氏體分解成貝氏體并使體積增加,殘留奧氏體的分解與時間、溫度有關。260℃以下的回火工藝可避免高溫回火的硬度降低。高速鋼退火顯微組織具有最好的加工性,它含有大量的硬質金屬碳化物,例如鎢、鉬、釩或鉻的碳化物,這些碳化物鑲嵌在軟質鐵素體基體中。和高碳鉻鋼不同,為了溶解所需數量的這些硬質碳化物粒子,熱處理溫度必須遠遠高于臨界溫度。通過把鋼從奧氏體化溫度快速冷卻到馬氏體相變溫度范圍內,可以避免碳化物的析出。進一步冷卻到室溫以后,組織中通常含有20‰%~30%體積的殘留奧氏體。加熱到高碳鉻鋼回火所需之溫度時,僅僅產生輕微的馬氏體回火。在427~593℃之間產生“二次硬化”,也就是說,奧氏體組織發生變化,在隨后冷卻到馬氏體相變溫度范圍時轉變成馬氏體。在這些高溫區進行多次回火是必要的,以便使奧氏體完全轉變成馬氏體和析出極細小的合金碳化物—這是造成二次硬化現象的原因、從而使高速鋼具有熱硬性。初次淬火后或回火周期之間間歇地使用冷處理,以便在冷卻時使奧氏體完全轉變成馬氏體,然而,因為冷處理使淬火零件中產生很高的內應力,所以通常建議只在第一次回火處理以后進行冷處理。耐腐蝕鋼,例如AISI44C和BC42(AMS5749),由奧氏體化溫度快速冷卻后,一般立即行深冷處理。AISI440C鋼還要在大約149℃或316℃的溫度下進行多次回火,這視零件硬度要求而定。因BG42鋼的合金成分之故,它的熱處理工藝和高速鋼的標準工藝一樣,即在524℃的溫度下多次回火,并進行冷處理。滲碳鋼表層顯微組織中的殘留奧氏體,組織比較軟可以承受夾雜物、加工損傷和表面粗糙度引起的一定程度的應力集中。在135~196℃之間對軸承零件進行回火,能保證良好的表層性能,而心部在正常的軸承工作溫度下是穩定的。

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