回火温度对GCr15轴承钢组织和性能的影响

GCr15钢在轴承中广泛使用,其回火温度对轴承使用性能有重要影响。研究了不同回火温度对GCr15轴承钢的硬度、残余奥氏体含量、表面残余应力的影响。结果表明：当GCr15的回火温度为165~300℃时,随着回火温度的升高,硬度HRC由61.7降到56.2,残余奥氏体含量由9.88%下降到3.26%,表面残余应力由706.8 MPa下降至382.2 MPa;其显微组织主要为针状马氏体、颗粒碳化物和少量的亚稳定相残余奥氏体,随着回火温度的提高,碳化物逐渐聚集并不断长大。该研究为GCr15钢低温回火工艺的制定提供参考。     

残留奥氏体含量对GCr15轴承钢摩擦磨损性能的影响

首先对GCr15轴承钢进行了不同温度的淬火和回火处理及淬火+深冷+回火处理,获得了残留奥氏体含量分别为6.2、11.2、17.5和26.4 vol%的GCr15轴承钢试样,随后采用重载往复摩擦磨损实验仪在干摩擦和油润滑条件下对试样进行摩擦磨损实验,研究了残留奥氏体含量对GCr15轴承钢滑动摩擦磨损性能的影响;利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线残余应力分析仪和洛氏硬度计等分析了GCr15轴承钢试样在不同状态下的组织、表面形貌和力学性能。结果表明：经不同工艺热处理后,GCr15轴承钢的组织都是由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成;随着残留奥氏体含量增加,GCr15轴承钢的表面硬度逐渐减小,残余压应力逐渐减小并趋于稳定;在干摩擦条件下,深冷处理试样的平均摩擦系数最小;在油润滑条件下,4组试样的平均摩擦系数相差不大且都低于0.08,在干摩擦和油润滑条件下,随着残留奥氏体含量升高,GCr15轴承钢的磨损率都是先升高再降低,在淬火温度为865℃时磨损率达到最大;经过深冷处理的试样的残留奥氏体含量最小,为6.2 vol%,其磨损率也最小,说明深冷处理能提高GCr15轴承钢的摩擦磨损性...     

GCr15钢棒表面横向裂纹产生机理分析

我公司生产的G Cr15钢棒(φ40)在用户验收时发现部份材上有横向裂纹。为此,我们对该缺陷的产生机理进行了分析与探讨,以防止此类缺陷的再产生。1缺陷原始情况 在有缺陷的部分材上发现,每隔一定距离(0.5m左右)就有如图1所示的裂纹段出现。2 缺陷分析2.1 对分析钢材经直读光谱成分分析,为GCr15正常     

残余奥氏体对GCr15钢强韧性的影响

轴承钢经不同温度奥氏体以后，在Ｍｓ点下等温，可得到不同数量和形状的残余奥氏体（ＡＲ）；增加，钢的强韧性提高；块状ＡＲ在高应力作用下将大部分转变成马氏体，因而对改善钢的强韧性作用不大。     

表面织构对GCr15淬硬轴承钢切削过程影响分析

针对GCr15淬硬轴承钢切削过程中由于切削力大、切削温度高而导致的刀具磨损加剧问题,在工件表面预置织构,通过有限元仿真结合正交试验对切削过程进行模拟,并通过信噪比分析方法进行优化分析,利用极差分析、方差分析确定最优切削参数组合以及切削参数对于切削力以及温度的影响程度。切削仿真结果表明:切削速度120 m/min、进给量0.05 mm/r、切削深度0.1 mm为最优切削参数组合。在最优切削参数条件下,通过对表面织构GCr15轴承钢进行切削仿真模拟,得到切削力以及切削温度的仿真结果。将表面织构和无表面织构的切削仿真模拟结果进行对比,结果表明表面织构切削仿真的切削力及切削温度都得到有效降低,有利于减少刀具磨损,提高刀具寿命。     

轴承钢中硫化物夹杂疲劳裂纹的微观分析

对轴承钢中硫化物夹杂与疲劳裂纹的关系进行了分析,结果表明轴承钢中的硫化物对接触疲劳裂纹的萌生起到一定的作用。尤其是在表层下一定距离处,如果存在一定量的硫化物,将严重地影响轴承的疲劳寿命。     

GCr15轴承钢表面裂纹缺陷分析

生产检查过程发现GCr15钢材表面存在分布不规则的裂纹,经金相、能谱分析,裂纹处存在明显脱碳,并含有K、Na元素。分析应为连铸坯皮下卷渣割裂基体导致钢材表面裂纹,同时钢中硫含量较高,易使裂纹得到扩展。通过优化连铸电磁搅拌强度、过热度、结晶器冷却强度、拉速等工艺参数,采取稳定钢液面控制等技术措施后,避免了连铸卷渣缺陷产生,有效控制了钢材表面裂纹缺陷,提高了产品质量。     

轴承钢中硫化物夹杂诱发疲劳裂纹的微观分析

对轴承钢中硫化物夹杂与疲劳裂纹的关系进行了分析。结果表明,裂纹起源于表层下的硫化物夹杂,然后扩展到组织偏析带内,并沿偏析带扩展,最终使轴承发生接触疲劳失效。硫化物夹杂的存在破坏了基体连续性,在应力作用下形成分离裂纹并最终导致工件失效。     

TRACKING OBSERVATION ON SUBSURFACE CRACK IN BEARING STEEL GCr15 UNDER ROLLING CONTACT

Based on the sequent tracking observation on spalling of steel GCr15 under rolling contact fa-tigue,an expression for estimating the propagation of subsurface cracks was derived.The rol-ling contact fatigue life was found to be markedly related to the subsurface crack propagationangle.A new explanation of reason why the rolling contact fatigue life can be prolonged byresidual compressive stress and retained austenite was advanced.     

中碳贝氏体支承辊钢低应力牵引滚动接触下的疲劳短裂纹行为

研究了中碳贝氏体支承辊钢在低应力、水润滑和牵引滚动条件下的接触疲劳裂纹萌生与扩展特征,发现了表面起源的垂直短裂纹和棘齿短裂纹．疲劳10^4cyc时,垂直短裂纹就在接触表面大量出现,且在萌生后立即进行高速初始扩展,其后绝大多数停止长大;棘齿短裂纹出现较晚．两种短裂纹长大到一定深度时均停止扩展．在疲劳失效寿命的70％-80％时,垂直短裂纹恢复扩展,并随即加速长大．几乎同时,两种短裂纹在亚表层以转折的方式重新扩展．在表面损伤出现之前,两种短裂纹的萌生和扩展行为始终局限在近表面薄层内．     

PD3钢轨钢接触疲劳裂纹扩展行为研究

从滚动-滑动接触应力场出发,考虑残余应力和裂纹面间的摩擦力,对PD3钢轨钢提出了一个简单实用的接触疲劳裂纹扩展模型.计算结果表明,裂纹扩展的有效驱动力随残余压应力及裂纹面间摩擦力的增大而减小,实验结果与理论计算结果基本吻合.     

GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析

轴承钢GCr15旋转弯曲超长寿命疲劳实验获得的应力-寿命(S-N)曲线数据分散性较大且呈连续下降趋势,不能用台阶下降的S-N曲线描述.断口分析表明,在高应力幅区疲劳破坏主要起始于试样表面的加工划痕或夹杂物;随着应力幅的降低,疲劳破坏主要起始于试样内部的夹杂物.内部破坏均带有鱼眼特征,大部分的内部夹杂物周围带有颗粒亮区(GBF区).夹杂物尺寸的较大分散程度和小尺寸夹杂物的簇集是引起GCr15钢疲劳寿命分散性较大的因素.使用推定的GBF区成长率能够定量分析夹杂物尺寸对疲劳寿命分散程度的影响.     

（F＋M＋A）三相钢低周疲劳的扫描电镜动态研究SCIEI

用扫描电子显微镜疲劳加载台进行动态原位观察，研究了奥氏体（Ａ）在（Ｆ＋Ｍ＋Ａ）三相钢低周疲劳裂纹萌生和扩展过程中的作用．结果表明，在低周疲劳裂纹的萌生和早期扩展阶段，三相钢中的奥氏体会降低疲劳缺口敏感性，延长裂纹萌生期，使裂纹路径弯折并降低扩展速率．在高应变疲劳阶段，因奥氏体应变诱发相变生成马氏体，其边界是裂纹扩展的低能通道，从而加速裂纹的扩展．并提出了一个能量判据：当裂尖扩展功小于Ａ→Ｍ转变的能量时，奥氏体会提高材料的疲劳抗力，反之奥氏体会加速疲劳裂纹的萌生和扩展．     

双相不锈钢中奥氏体相内裂纹扩展路径的透射电镜原位观察

在透射电镜下原位观察了裂纹在双相不锈钢中的扩展过程。结果表明,裂纹在双相不锈钢中奥氏体晶粒内扩展时常呈较大的Z字形扩展路径。并且,在主裂纹前端奥氏体晶粒内形核的小裂纹与主裂纹有较强的交互作用,小裂纹尖端二次滑移系的选择和扩展路径为小裂纹尖端应力场和主裂纹尖端应力场共同支配。     

深层滚压加工对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的影响

深层滚压加工对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的研究表明：与深层滚压加工前相同,在高应力幅短寿命区,疲劳裂纹萌生于试样表面;由于表面压缩残余应力的影响,疲劳强度有所提高．在低应力幅长寿命区,疲劳裂纹萌生位置从未经深层滚压加工试样的次表面向深层滚压加工试样内部没有压缩残余应力和硬化层的位置转移;因弯曲应力梯度的影响,疲劳强度有了较大的提高．深层滚压加工可以提高高碳铬轴承钢在超长寿命区的旋转弯曲疲劳强度．     

THERMAL FATIGUE CRACKING IN STEEL 5CrMnMo

The thermal fatigue behaviour of steel 5CrMnMo after various heat treatments has beenexamined by means of Coffin-model and self-strained thermal fatigue testing machines.Thethermal fatigue crack initiation and propagation have been observed under SEM and TEM.The majority of thermal fatigue cracks of the quenched samples initiated firstly at the grainboundaries and that of the quenched-tempered samples at the breakage interface of the car-bide and matrix.The thermal fatigue cracks of either quenched or quenched-tempered steelpropagated mainly along the breakage interface of carbide and grain boundaries.     

EFFECTS OF HEAT TREATMENT AND ENVIRONMENT ON CRACK PROPAGATION RATE IN STEEL GC-4 UNDER CORROSION FATIGUE AND STRESS CORROSION

Comparative investigations were carried out of the effect of heat treatment regimes Jor steelGC-4(40CrMnSiMoVA)on its crack propagating rates,from corrosion fatigue,(da/dN)_(CF),or stress corrosion cracking,(da/dt)_(SCC),in media with various constituentsand pH values.Both(da/dN)_(CF) and(da/dt)_(SCC) accelerate with the increase of yield stressof the steel,yet the former is far less than the later.In comparison with media,the(da/dt)_(SCC) in distilled water is slightly greater than that in 3.5% NaCl solution,and the(da/dN)_(CF) in distilled water is far less than that in 3.5% NaCl solution.With the pH valueincreasing in 3.5% NaCl solution,the(da/dN)_(CF) lowers down and the(da/dt)_(SCC) speedsup.An explanation was also proposed with concept of the cyclic hardening and softening atcrack tip,as well as the crack closure and occluded cell effect.     

高碳铬轴承钢超长寿命疲劳破坏过程的研究

研究了高碳铬轴承钢超长寿命疲劳的破坏过程．结果表明，在超长寿命区，约在疲劳寿命的5％-10％时疲劳裂纹首先在内部夹杂物处萌生，由于夹杂物周围的球形碳化物开始从基体剥离，在夹杂物周围形成许多不连续的微小裂纹．然后，相邻的微小裂纹相互连接，直到疲劳寿命的90％以上，裂纹开始连续扩展．