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...     

不同载荷下GCr15钢的滑动摩擦磨损性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等对淬-回火后GCr15轴承钢的显微组织、残留奥氏体含量和硬度进行分析,并利用UMT-2摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对GCr15钢进行了变载滑动摩擦磨损试验,采用扫描电镜、能谱仪、三维形貌仪研究了载荷对GCr15钢的滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明:淬-回火后的GCr15轴承钢的显微组织由回火马氏体、残留奥氏体以及碳化物组成,其组织特征呈典型的"黑白区"形貌,残留奥氏体含量约为12.5%,硬度约为62 HRC;GCr15轴承钢的摩擦系数随着载荷的增加而减小,磨痕宽度和磨损率随着载荷的增加而增大,磨损机制主要为粘着磨损与氧化磨损的混合,且随着载荷的增大,粘着与氧化程度加剧。     

淬火保温时间对GCr15轴承钢组织与摩擦磨损性能的影响

采用高温箱式电阻炉对退火态GCr15轴承钢进行了淬火和低温回火处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪和洛氏硬度计对其经不同淬火保温时间处理后的显微组织、残留奥氏体含量和硬度进行了分析,并利用UMT-2摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对GCr15钢进行滑动摩擦磨损试验,采用扫描电镜、能谱仪、三维形貌仪对其磨损率和磨损机制进行分析,研究淬火保温时间对GCr15轴承钢显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果 表明:GCr15轴承钢经淬火和回火处理后的组织由回火马氏体、残留奥氏体和碳化物组成.随着淬火保温时间的延长,GCr15轴承钢的残留奥氏体含量和硬度均呈现先增加后减小的趋势,而碳化物平均尺寸先减小后增加,保温时间为60 min时,碳化物的数量急剧减少;淬火保温时间对GCr15轴承钢摩擦系数影响不大,保温40 min时磨损率最小,20 min时磨损最严重.磨痕表面粘着磨损与氧化磨损共存,保温40 min时,磨痕表面剥落坑相对较小,剥落最轻微.     

高速钢中相含量的定量X射线测定

本文用X射线衍射法测定了一组不同热处理制度下高速钢中残留奥氏体和碳化物等相的含量,并与背散射X光穆斯堡尔法测得的残留奥氏体量以及定量金相法测出的碳化物量等进行了比较。从实验中得到,用X射线衍射法可以同时精确地测出高碳高合金钢中各相的含量。     

磨削加工对GCr15SiMn轴承钢表面组织性能的影响

采用扫描电镜,电子背散射衍射、X射线衍射、显微硬度计及三维表面轮廓仪等对磨削加工后的GCr15SiMn轴承钢的显微组织、硬度、残余应力及物相进行了研究。结果表明:磨削后GCr15SiMn轴承钢表面的硬度远高于基体,并且残留奥氏体发生分解,表面呈现压缩残余应力。试样表层组织存在由于塑性变形引起的几何必须位错密度(GND)增加的现象,这是轴承钢表面硬度上升的主要原因。将轴承服役过程以及磨削加工后的组织性能变化进行对比,发现有相似之处。磨削加工引起的表层变化可能是诱发裂纹在表面萌生的原因。     

滚动轴承钢中残余奥氏体量的测定

分别采用磁性法、金相方法和X射线衍射法测量了GCrl5轴承钢中的残余奥氏体含量，探讨了残余奥氏体含量对GCrl5轴承铜使用寿命的影响。结果表明，磁性法测量GCrl5轴承钢中残余奥氏体量快捷、准确，易于实现产品生产中的在线快速检测，轴承钢中残余奥氏体对轴承运行过程中疲劳寿命的影响，必须结合应力形态、分布、运行状态及诱发马氏体转变性能等方向进行综合研究来评价。     

淬火后清洗工艺对GCr15钢残留奥氏体含量的影响

通过对GCr15轴承钢淬火后采用不同的清洗方式及清洗温度,研究其对残留奥氏体含量的影响。研究表明,淬火冷却至室温后停留时间过长,残留奥氏体含量将增多;随着清洗温度的升高,残留奥氏体含量在一定程度上亦增多。     

热处理工艺和充氢对GCr15SiMoAl轴承钢压缩性能的影响

经成分优化获得一种新型的贝氏体轴承钢GCr15SiMoAl,通过盐浴等温淬火不同时间及油淬工艺获得不同的组织,利用Gleeble3500研究了试验用钢充氢前后的压缩变形行为,并与常规的GCr15轴承钢进行了对比。结果表明,GCr15SiMoAl轴承钢经0.5h等温获得了贝氏体铁素体、残留奥氏体及马氏体的复合组织,其综合压缩性能最好;随着盐浴等温时间的延长,抗压强度逐渐降低,相对压缩率先升高后降低。且GCr15SiMoAl轴承钢在所有工艺下获得的性能均优于传统的GCr15轴承钢。氢对轴承钢的抗压强度影响较小,但是由于氢会促进残留奥氏体发生应变诱发马氏体转变,严重降低了轴承钢的塑性。     

GCr15钢在时效过程中的相变动力学及组织演变

利用DSC测试和等转变量法获得了经淬、回火后的GCr15轴承钢在不同时效温度下残留奥氏体分解和碳化物转变的动力学模型,并利用XRD、SEM、洛氏硬度等测试方法,对不同温度时效不同时间后的微观组织进行了分析。结果表明,动力学模型能对时效过程中的组织演变进行较为准确的预测,时效处理可以降低残留奥氏体的含量,提高其相内碳浓度,但是同时也会促使碳化物颗粒长大,并使材料的洛氏硬度有所降低。     

预处理对铬轴承钢混晶的影响

作者采用特殊的腐蚀剂,显示轴承钢的奥氏体实际晶粒度。运用金相法研究了不同预处理对GCr15轴承钢“混晶”的影响。结果为:预处理对GCr15轴承钢的奥氏体本质晶粒度有明显的影响。例如:对于所谓“本质细晶粒”的GCr15钢,经特殊预处理之后,在900℃加热保温1h,发生了奥氏体晶粒的异常长大。试验表明:GCr15轴承钢奥氏体化时,碳化物同时大量地溶解之刻,往往亦是晶粒异常长大发生之时。奥氏体化所得起始晶粒愈细小而不均匀,继续保温时愈易发生严重的晶粒异常长大。     

控锻控冷工艺对GCr15轴承钢组织演变规律的影响

采用微观组织表征的方法对比研究了GCr15轴承钢在传统工艺和控锻控冷工艺下的组织和网状碳化物分布的演变规律,并统计和分析了不同工艺下的晶粒度和残留奥氏体含量的变化规律。结果表明,GCr15轴承钢经控锻控冷工艺处理后,GCr15钢中粒状珠光体组织相对更细小,淬回火组织基体中的C元素分布更为均匀,同时洛氏硬度提高0.7 HRC;残留奥氏体含量降低;碳化物颗粒尺寸细化,平均颗粒尺寸减小40%以上,同时抑制粗大碳化物网状的形成;可使奥氏体晶粒度细化2级以上。     

GCr15轴承钢在不同加热速率下的奥氏体转变研究

加热速率对GCr15轴承钢铸坯表面组织有较大影响。利用DIL805A热膨胀仪进行热模拟试验,通过分析GCr15轴承钢在连续加热过程中的热膨胀曲线,研究了不同加热速率下的奥氏体转变过程,分析了加热温度对奥氏体转变温度和奥氏体转变量的影响,分析了不同加热速率下奥氏体转变规律和大断面铸坯表面组织。结果表明:GCr15轴承钢中珠光体转变为奥氏体,温度范围约为760~810 ℃;(Fe,Cr)₃C_Ⅱ向奥氏体中的溶解,温度范围约为810~1 100 ℃;奥氏体的成分均匀化温度大于1 100 ℃。若GCr15大断面铸坯表面过热度大,相变后晶粒粗大,相对于内部组织其表面的耐磨性和抗疲劳性下降,且铸坯表面奥氏体浓度均匀性差,后续液析碳化物溶解过程受阻碍,碳化物溶解浓度不均匀,表面的组织性能受到影响。根据J-M-A方程,计算了模型参数,GCr15轴承钢激活能Q约为7.156×10⁵ J/mol,n=0.52,k₀=75。     

低硅无铝中碳TRIP钢中残留奥氏体的机械稳定性

在GLEEBLE3500热模拟试验机上对两种TRIP( TRansformation Induced Plasticity)钢分别进行不同贝氏体温度的热处理,通过拉伸试验和X射线衍射研究钢板的性能及残留奥氏体转变.结果表明:高的原始残留奥氏体量和残奥中碳含量,可使得钢获得良好的综合性能.另外,建立起残留奥氏体随真应变的转变模型,该模型能较好的预测实验结果.     

X射线测定钢中残余奥氏体含量的强度校正探讨

本文叙述了使用装有自动发散狭缝和石墨单色器的APD-15X射线衍射仪对经激光处理的GCr15进行了残余奥氏体含量的测定,处理层仅含有奥氏体和马氏体,其奥氏体含量高达22.39％。并研究了自动发散狭缝、单色器对衍射强度和残奥含量的影响。结果表明,若不采用计算机自动测量,则自动发散狭缝测得的衍射强度虽提高很多,但残余奥氏体含量反而下降,因而必须进行强度校正。单色器明显降低衍射强度,但若计算公式中包含有强度比,则试验测得的强度毋需校正,对结果不会有明显影响。在计算残余奥氏体含量时,采用本文列出的G因子或采用非单色器时的G因子均可获得令人满意的结果。     

GCr15SiMo轴承钢球化退火过程的碳化物演变

借助差示扫描量热法、扫描电镜等检测分析手段以及JMatPro热力学软件,研究了等温球化退火的奥氏体化温度和保温时间对GCr15SiMo轴承钢碳化物的影响。结果表明,随着奥氏体化温度的升高和保温时间的延长,GCr15SiMo轴承钢中碳化物趋于均匀化、细小化,且有利于GCr15SiMo轴承钢退火过程碳化物球化效果。在奥氏体化温度为800℃、保温时间为30 min的等温球化退火工艺下,GCr15SiMo轴承钢中碳化物数量多、尺寸小、弥散分布度高,且组织最为均匀致密,硬度较低,球化效果最好。     

深冷处理对GCr15钢冲击性能的影响

对GCr15钢进行了不同工艺的热处理和深冷处理,检测了硬度、残留奥氏体、冲击吸收功并分析了冲击试样的断口。结果表明,淬火组织、残留奥氏体含量及残留奥氏体转变所产生的应力和显微裂纹是影响GCr15钢冲击性能的主要因素。     

钢中残留奥氏体的测定

由于贝氏体相变和马氏体相变的不完全性,在计算相变转变量时,常需要测定残留奥氏体量。测定残留奥氏体常用金相法、磁性法和X射线衍射法。金相法测定残留奥氏体是借助于物体的二维截面来推断三维空间中显微组织的定量关系。从定量金相原理可知:待测相所占体积分数等于在观察试样面积中所占的面积分数,也等于在观察线段中它所截线段的百分比,也等于在观测的总点数中所占的点数百分比。据此,各相相对量的测量方法就有面积计量法、截线法和计点法。     

GCr15轴承钢热处理中纳米级碳化物的析出

为揭示GCr15轴承钢热处理中碳化物的演变规律,采用Thermo-Calc软件对该成分体系轴承钢碳化物析出行为进行了热力学计算与分析;利用光学显微镜、扫描电镜、XRD、透射电镜等分析了实验钢不同热处理后的精细结构。结果表明:C含量和Cr含量对轴承钢的相组成有很大的影响;淬火后为尺寸大小不均具有高密度孪晶的针状马氏体、弥散分布的200~500 nm的球状碳化物和残留奥氏体的混合组织;随回火时间的延长,残留奥氏体含量降低,针状马氏体中过饱和的碳聚集,析出长度在10 nm左右的棒状碳化物。     

离子注入与沉积TiN膜层中的残余应力

利用掠入射X射线衍射(GIAXRD)研究了GCr15轴承钢表面等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ＆D)氮化钛(TiN)薄膜后膜层表面的应力状态.用X射线衍射(XRD)分析了处理后膜层的化学组成.探讨了薄膜厚度和掠入射角对表面膜层中应力变化规律的影响.结果表明,表面膜层中主要存在TiN相,同时含有少量的TiO2和钛氮氧的化合物.不同工艺下,TiN/GCr15轴承钢试样表面膜层中存在的应力均为压应力;且应力值随着掠入射角度的增大而减小,随着薄膜厚度的增加而降低.     

60Si2CrVAT钢短时淬火后亚稳奥氏体等温转变动力学

用热膨胀法和X射线衍射法研究了60Si2Cr VAT弹簧钢在Q-I-Q-T(Quenching-Isothermal-Quenching-Tempering)新工艺的Q-I阶段,即材料奥氏体化后短时淬火再等温这一过程中的亚稳态残留奥氏体的等温转变动力学。实验表明:随等温温度的升高,残留奥氏体含量先升后降。不同温度短时淬火等温冷却后均得到马氏体、贝氏体和残留奥氏体的复相组织。随等温温度的升高,发生完全转变的时间明显缩短,转变量明显减少,转变孕育期也从280℃的54 s减少到500℃的0.96 s。实验获得的亚稳奥氏体等温阶段的TTT曲线呈近C型特征。从亚稳奥氏体的转变量与等温时间的关系曲线可知曲线分为2个阶段,其中第Ⅰ阶段亚稳奥氏体的转变速率明显大于第Ⅱ阶段的转变速率,其等温转变动力学可以用对数曲线进行描述。