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軸承鋼中殘留奧氏體含量與熱處理關系

2021-06-18 16:39:32 作者：楊光華來源：熱處理生態圈分享至：

1.殘留奧氏體含量與熱處理關系分析

軸承鋼中殘留奧氏體的含量，對軸承的力學性能、尺寸穩定性有決定性的影響，與軸承材料的抗拉強度、沖擊韌性，和疲勞強度存在一定的對應關系。

軸承套圈在油中冷卻后，是直接進行回火處理，還是淬火后繼續進行冷卻，再回火處理，對軸承套圈的硬度、金相組織都有較大影響。

眾所周知，馬氏體的轉變是在Ms-Mz點完成的。由于鉻軸承鋼（Gcr15）的Mz點是處在較低的溫度，如果按正常熱處理工藝（淬火+低溫回火）處理，則淬火后的殘留奧氏體含量較高，一般殘留奧氏體在15%以上，殘留奧氏體在低溫回火時，也不易分解。因此，對尺寸穩定性要求較高的精密軸承來說是不利的。

低溫下（低于室溫）殘留奧氏體是不穩定成分，但由于奧氏體在低溫下等溫轉變較緩慢，所以，當冷卻到工作溫度以下時，會產生殘留奧氏體的緩慢轉變，為此，要穩定金相組織、減少變形，必須通過相應的冰冷處理，以減少殘留奧氏體的含量，使之尺寸穩定化。另外，為了與國際接軌，新的高鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件《JB/T1255-2001》（修改版），將提出要增加對殘留奧氏體含量的檢測項目。

為此，為了要滿足客戶需要，殘留奧氏體含量控制在1%左右，我們特地做了軸承鋼（Gcr15）的：Φ65mm×55mm×32mm軸承襯套和國外同樣產品，一起放在無錫南方和星杰真空熱處理有限公司的多用爐與真空爐內進行熱處理（淬火+深冷+回火）工藝，對比試驗。

2.試驗分析

試樣編號：1#無錫南方熱處理有限公司（用多用爐熱處理）。2#國外樣品（采用真空爐熱處理）。3#無錫星杰熱處理有限公司工藝一（用多用爐熱處理）。4#無錫星杰真空熱處理有限公司工藝二（采用真空爐熱處理）。

硬度值對比見附表。2#國外樣品平均值為：695.6HV1，即在60～61HRC之間。4#星杰熱處理平均值為：689.6HV1，即在60～61HRC之間。二者硬度值非常接近，均采用真空熱處理。

經4%硝酸酒精溶液腐蝕處理，2#國外樣品金相組織為云窩狀組織，屬正常淬火+低溫回火組織，殘留奧氏體量不大明顯。4#無錫星杰熱處理公司工藝二其金相組織與殘留奧氏體量與2#國外樣品相似。

經上海市金屬材料質量監督檢驗站對γ相含量及應力X射線分析報告，2#與4#平均殘留奧氏體值非常接近，分別為0.1%與0.4%。完全符合客戶提出殘留奧氏體控制在1%左右的要求。

2#與4#的硬度值、金相組織平均殘留奧氏體值非常接近，它們熱處理工藝均采用真空爐加熱+深冷+低溫回火的熱處理方式，從而說明要減少軸承鋼中殘留奧氏體的含量，達到變形小、尺寸穩定性好、金相組織良好，應該采用真空熱處理，其淬火加熱溫度應趨于下限，冰冷溫度一般應在-100℃以上，其殘留奧氏體量才會有明顯降低。

3.結語

為了降低軸承鋼中的殘留奧氏體含量，軸承零件必須進行真空爐加熱方式，采用淬火下限溫度，冰冷溫度應超出一般軸承鋼傳統的冰冷處理溫度-70～80℃范圍，應采用液氮冰冷，溫度在-100～-130℃之間，時間3～4h，可以達到滿意的結果。

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