轴承钢中镁的控制及作用研究

研究了不同镁含量对轴承钢组织与性能的影响，结果表明，微量镁能改善轴承钢的碳化物尺寸及分布，含镁轴承的碳化物颗粒细小均匀，当镁含量为0．002－0．003％，其抗拉强度和屈服强度增加5％以上，塑性基本保持不变。     

轴承钢退火工艺对带状组织的影响

介绍了轴承钢碳化物带状组织的形成及危害。为了降低轴承钢碳化物带状组织级别,研究了钢材退火工序对轴承钢带状组织级别的影响,通过4组退火工艺进行对比试验,明确了轴承钢球化退火后,带状组织级别增加1.0级以上;得出了轴承钢球化退火在710～800℃区间降温时采取快速冷却工艺措施,可减少碳化物析出,降低轴承钢带状组织级别。     

高温扩散对轴承钢低倍组织和碳化物不均匀性的影响

利用铸坯及盘条淬火+回火热处理金相检验、电子探针等技术,研究了高温扩散工艺对轴承钢低倍组织和碳化物不均匀性的影响。研究结果显示:铸坯经高温扩散处理后,枝晶间的大颗粒共晶碳化物溶解消除,Cr元素分布趋于均匀化,铸坯酸洗低倍质量明显提升,轧制后盘条的带状碳化物改善显著,但对盘条的低倍组织尤其是酸洗孔洞缺陷没有影响。     

硅对含钼轴承钢组织与性能的影响

研究了硅对含0.3%钼轴承钢的组织和性能的影响,硅不仅对抗回火稳定性、抗弯强度,接触疲劳寿命有良好作用,当含硅1.0%以下,可提高轴承钢的淬透性和韧性。     

模铸生产工艺对高碳铬轴承钢中带状碳化物的影响

重点分析高碳低合金铬轴承钢中碳化物带状组织的产生和影响碳化物带状组织的工艺因素，并结合生产中的实际经验，提出了一些能改善碳化物带状组织的可行措施。     

加热制度对316L铸坯微观组织和力学性能的影响

奥氏体不锈钢316L中的δ铁素体含量对其表面质量、热加工性能和力学性能方面有着明显的影响。研究了连铸坯加热过程中不同温度和保温时间对316L中δ铁素体含量、形貌和力学性能的影响,研究表明,316L连铸坯热轧前加热温度在奥氏体单相区以下时,铁素体含量随着加热时间的延长而减少,且温度越高,同样的加热时间其铁素体含量越少;当加热温度处于铁素体＋奥氏体双相区,随着时间的延长,铁素体含量也在逐渐减少,但没有单相区加热时降低的明显,适量δ铁素体的存在有利于提高材料的力学性能。     

冷处理对16Cr14Co12Mo5轴承钢组织和性能的影响

 通过对16Cr14Co12Mo5 轴承钢经冷处理后的组织和性能进行研究,发现与淬火态相比,试验钢经两次冷处理和高温回火后,表面硬度达到50.7HRC,抗拉强度Rm达到1820MPa,屈服强度Rp0.2达到1410MPa,冲击功为75.0J,试验钢的强度和硬度得到了显著提高。经XRD检测,经过两次冷处理后残余奥氏体体积分数由26.0%下降到3.1%。研究表明,经过2次冷处理并配合高温回火后,钢中残余奥氏体88.1%转变为马氏体,残余奥氏体含量明显降低,组织变得稳定,并且在回火过程中伴随有一定量微细第二相的析出。     

淬火温度对30Cr15Mo1N高氮轴承钢组织和性能的影响

 利用金相显微镜、扫描电镜、Thermo-Calc热力学软件、洛氏硬度仪和冲击试验机等研究了淬火温度对高氮轴承钢30Cr15Mo1N组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着淬火温度升高,钢中析出相（M23C6和M2N）逐渐溶解,基体中元素分布趋于均匀。在淬火温度低于1 050 ℃时,原始奥氏体晶粒未明显长大,高于1 050 ℃后晶粒急剧长大。随着淬火温度的升高,硬度先升高后降低,在1 000 ℃淬火后硬度最高。经低温处理后,30Cr15Mo1N的硬度明显提高,且并未发生显著降低。在900 ℃淬火后高氮轴承钢30Cr15Mo1N的冲击韧性最佳,而1 000及1 100 ℃淬火后韧性大幅度降低。     

Fatigue crack initiation and propagation behavior of high cobalt molybdenum stainless bearing steel

The crack initiation and propagation behavior of high cobalt molybdenum stainless bearing steel was studied by rotating bending fatigue test with smooth cylindrical specimens and notched specimens (theoretical stress concentration factor Kt=3). The fatigue limit and S- N curve of bearing steel were measured by up- and- down method and group method, respectively. The fractures of the specimens were observed by scanning electron microscopy. The results show that the cracking type of the smooth specimens is single source initiation. The crack source is surface defects and subsurface inclusion. The surface defects are surface roughness, persistent slip band and machining dent, while the subsurface inclusion is Al2O3- CaO- MgO- SiO2 composite inclusion. The fatigue limit of notched specimens is significantly decreased. The cracking type of the notched specimens is multi- source initiation. The notch sensitivity factor qf of bearing steel is 1. 18. The fatigue failure of the smooth specimens is transferred from the surface roughness with high stress amplitude to the persistent slip bands, the machining dents and the inclusions with low stress amplitude. The fatigue crack initiation life accounts for more than 94. 1% of the whole fatigue life.     

预备热处理对AMS 6308钢组织及性能的影响

 采用SEM、TEM和力学性能测试等手段,研究了预备热处理对AMS 6308钢组织及性能的影响。结果表明,980 ℃以下正火,随着温度的提高,M6C碳化物逐渐溶解,晶粒细小,淬火后马氏体板条均匀细小,碳化物呈球状或椭球状弥散分布在板条界和晶界上,碳化物体积分数和位错密度较高,强度和冲击值逐渐增加。980 ℃以上正火,M6C碳化物溶解增多,晶粒开始长大,淬火后马氏体板条束尺寸也长大,碳化物体积分数和位错密度下降,强度和冲击值降低。推荐的预备热处理制度：正火温度为980～1 010 ℃,回火温度为680～700 ℃,经性能热处理后,AMS 6308钢体现出良好的强韧性匹配。     

GCr15轴承钢表面渗硼层生长动力学与机械性能

对GCr15轴承钢表面渗硼层的生长动力学与机械性能进行了研究.采用固体渗硼的方法,在1123、1173、1223和1323 K温度条件下,分别保温处理2、4、6和8 h,进行渗硼层制备.采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计等对制备的渗硼层进行组织观察与性能分析,并通过试验数据对渗硼层的生长动力学特性进行了研究.研究结果表明:试样表面获得了均匀致密的渗硼层,渗硼层的相成分主要是FeB和Fe₂B;渗硼层的厚度随处理温度与保温时间的增加而增厚,变化范围为33.4~318.5 μm;渗硼层的表面硬度随处理温度及保温时间的增加而增大,主要是由于随着渗硼层厚度的增加,高硬度FeB相的含量上升,低硬度Fe₂B相的含量下降,表面硬度HV_0.1变化范围为1630~1950,与基体组织相比,提高了5~6倍;渗层截面硬度测试结果表明,渗层与基体之间有较宽的硬度梯度过渡;通过Arrhenius公式,对渗硼层的生长动力学方程进行了推导,可知B元素在GCr15轴承钢中的扩散激活能为188.595 kJ·mol^-1,对推导的动力学方程进行了试验验证,结果表明最大误差仅4.93%,可有效的实现对渗层厚度的预测.     

Comparison of microstructure and property of high chromium bearing steel with and without nitrogen addition

Microstructure and property of bearing steel with and without nitrogen addition were investigated by microstructural observation and hardness measurement after different heat treatment processing. Based on the microstructural observation of both 9Cr18 steel and X90N steel,it was found that nitrogen addition could effectively reduce the amount and size of coarse carbides and also refine the original austenite grain size. Due to addition of nitrogen,more austenite phase was found in X90N steel than in 9Cr18 steel. The retained austenite of X90N steel after quenching at 1 050 °C could be reduced from about 60% to about 7% by cold treatment at-73 °C and subsequent tempering,and thus finally increased the hardness up to 60 HRC after low temperature tempering and to 63 HRC after high temperature tempering. Furthermore,both the wear and corrosion resistance of X90N steel were found much more superior than those of 9Cr18 steel,which was attributed to the addition of nitrogen. It was proposed at last that nitrogen alloying into the high chromium bearing steel was a promising way not only to refine the size of both carbides and austenite,but also to achieve high hardness,high wear property and improved corrosion resistance of the stainless bearing steel.     

RH真空处理对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物的影响

 钢中尖晶石夹杂物不仅会恶化钢的可浇性,还可能导致成品出现宏观夹杂物,RH真空处理是去除钢中夹杂物的重要环节。对RH真空处理过程高碳铬轴承钢夹杂物数量、成分和类型变化开展研究,通过热力学计算讨论了真空压力对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物稳定性的影响。试验结果表明,当真空压力为30 Pa时,真空处理10 min,钢液循环总量达200～400 t,尖晶石夹杂物全部消失。真空处理15 min,夹杂物总数大幅降低,由480个/(200 mm2)降至97个/(200 mm2),夹杂物总数减少80%。真空处理后,钢中液态夹杂物数量增加且夹杂物呈高度液态化,与真空处理前相比,液态夹杂物的数量由44个/(200 mm2)增至71个/(200 mm2),增加61%,液态夹杂物占比由9%增至73%。尖晶石夹杂物全程为单一颗粒状,未发现其碰撞、聚集现象。热力学计算表明,真空条件下,高碳铬轴承钢中尖晶石夹杂物可被钢中碳还原分解,温度为1 600 ℃时,临界分解压力为16 000～22 000 Pa,真空度越高,越有利于尖晶石夹杂物的还原分解。真空压力为4 900 Pa时,真空处理7～14 min,钢液循环总量达511～1 022 t,尖晶石夹杂物即完全消失;真空度为20 400 Pa时,即便延长处理时间至40 min,将钢液循环总量增至2 360 t,尖晶石夹杂物仍存在。与夹杂物被“物理去除”的观点相比,真空条件下,尖晶石夹杂物被钢中碳还原分解能更好地解释真空过程尖晶石夹杂物的变化特征。     

回火温度对淬火后30MnB5热成形钢组织与性能影响

将30MnB5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪和拉伸性能检测等方法研究了不同回火温度后的显微组织和力学性能变化.经200℃保温2 min回火后热成形钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1774 MPa,总伸长率为8%,强塑积达14 GPa·%以上,该性能满足热成形后作为汽车结构件的使用要求;并且随着回火温度的升高,力学性能呈非单调性变化.200℃低温回火后,主要为板条马氏体和ε碳化物,位错密度略有降低,析出的ε碳化物粒子呈针状分布在马氏体板条内,长度方向大小为100 nm左右,并与位错发生钉扎作用.随着回火温度的升高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条边界逐渐模糊,并向等轴状铁素体转变,位错密度显著降低,ε碳化物逐渐向低能态的近球形渗碳体转变并粗化至200 nm左右,对位错的钉扎作用也随之减弱.     

低碳微合金化含硼冷镦钢的力学性能研究

实验室试制了低碳Nb、V微合金化含硼冷镦钢,并对试验钢的组织和性能进行了对比研究.结果表明:钢中添加适当的Nb、V细化了含硼钢的铁素体晶粒,显著提高了含硼钢的抗拉强度,其中,Nb、V复合微合金化含硼钢的效果最好,其次是含钒硼钢和含铌硼钢.分析表明,Nb、V复合微合金化在含硼钢中的主要作用在于细化晶粒和沉淀强化.     

烧结工艺对低粘结相硬质合金性能及微观结构的影响

采用粉末冶金法制备WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种合金粉末,以1 480℃/90 min真空烧结工艺和1480℃/90 min/5MPa低压烧结工艺分别制备出WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种无粘结相硬质合金。利用X射线衍射分析技术研究合金的物相,利用扫描电镜与能谱仪对合金微观组织结构进行观察与分析。结果表明:真空烧结工艺制备的合金晶粒细小、硬度高;低压烧结工艺制备的合金致密度较高、晶粒粗大、硬度降低。此外,Ti原子的存在使WC晶界能各向异性,从而造成W原子在粘结相中的各向异性溶解-析出,导致形成少量的板条状WC晶粒。     

高碳铬轴承钢GCr15的生产实践

为了优化品种结构,降低生产成本,通过合理的成分及工艺设计,采用LD—LF—RH—小方坯连铸工艺,开发试制了高碳铬轴承钢GCr15。对成品棒材成分、夹杂物、金相组织等进行了分析,结果表明:热轧态组织为珠光体加网状渗碳体,夹杂物、碳化物偏析及热顶锻等指标均满足GB/T 18254-2006的要求。