GCr15钢轴承套圈的磨削开裂失效分析

通过金相分析及断口观察，对GCr15钢轴承套圈的磨削开裂进行了系统分析。结果表明．淬火裂纹是套圈失效的根本原因，而原材料中Cr的带状偏析、套圈表面的应力集中、淬火加热时的氧化脱碳以及不当的磨削工序则共同加剧了淬火裂纹的萌生和扩展。     

GCr15钢轴承套圈的失效分析

ＧＣｒ１５钢制造的轴承套圈,内径φ２２０ｍｍ,高度Ｈ＝１５７ｍｍ,厚度ｂ＝１２ｍｍ。在轧钢机上运转１４天,套圈表面辊道出现桔皮状条带,凹凸不平,影响正常工作。检验证明,原材料碳化物呈带状,热处理组织不合格,回火后出现粗大马氏体,导致套圈变形,圆度超标引起的磨擦过烧现象。     

GCr15钢套圈开裂失效分析

对GCr15钢轴承套圈热处理后开裂现象进行的失效分析结果表明：轴承套圈热处理组织正常,而裂纹附近有脱碳现象证明裂纹来源于热处理之前。     

GCr15轴承套圈组织分布特点及碳化物均匀性

利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对GCr15淬回火态轴承套圈不同部位的微观组织进行观察。采用定量金相分析法,对碳化物含量、形态、大小及分布进行统计,并对内外套圈纵截面进行酸蚀,观察其低倍组织。结合套圈各部位在原棒材上对应的位置,对淬回火套圈的组织分布特点及其成因进行研究。结果表明:对应于原棒材R/2处的套圈滚道面组织均匀,碳化物细小,直径0.6μm的碳化物颗粒个数占比高达92.3%,且颗粒圆度高,在基体上呈弥散分布;滚道面较大尺寸的碳化物由晶界处的粗大的网状碳化物演变而来;套圈内圆部位存在棱角分明的碳化物,由棒材心部锻前组织中的粗大网状碳化物遗留形成,难以通过锻造及后期热处理消除。套圈内圆冲孔辗扩时,棒材心部缺陷组织流向内圆下端面,使下端面成为薄弱部位。     

改进淬火介质提高GCr15钢制轴承套圈淬火质量

我公司在 90年代初将氮基可控气氛铸链炉自动生产线应用于ＧＣｒ15钢制轴承套圈淬、回火。淬火介质主要用Ｎ32机械油。随着套圈尺寸的增大 ,有时出现淬火硬度严重不均和畸变等问题 ,采用今禹Ｙ15Ｔ快速淬火油添加剂对Ｎ32机械油进行改性处理后 ,解决了套圈硬度不均 ,有效地控制了畸变。我公司铸链炉生产线自 1993年投产至 1999年初已累计淬火工件 70 0 0余ｔ ,产品质量稳定控制在ＪＢ/Ｔ12 5 5 - 1991标准范围之内 ,淬火介质以Ｎ32机械油为主 ,冬季也部分补充Ｎ15机械油 ,对淬火介质除严格控制水分含量外未采取其他检测手段 ,多年来也未出现…     

GCr15钢制轴承套圈的氧化处理工艺

介绍了一种可获得晶莹、黑亮、高质量氧化膜的GCr15钢制轴承零件的氧化处理工艺，并结合实际生产中出现的一些问题，提出了笔者的一些看法与体会。     

轴承外圈端面磁痕分析

磁粉探伤工序发现轴承外圈端面存在大量的短磁痕,采用低倍检查、金相检验、断口扫描电镜观察等方法对磁痕缺陷产生的原因进行了分析及确认。结果表明:磁痕处存在孔洞缺陷,经检测同批次原材料棒料试样,发现了孔洞缺陷;该孔洞不同于过烧所致的孔洞,依据孔洞形貌特点,应为原材料显微孔隙。因此原材料显微孔隙导致了磁痕的形成。     

W18Cr4V钢用于轴承套圈温挤模具的研究

轴承套圈温挤压模具需具有较高的高温强度及韧性。对W18Cr4V钢高温加热、等温淬火、不回火(或低温回火),可提高钢的高温强度、抗弯性能及断裂韧性。其中,630℃时的σ0.2压提高了9.7～13.1％;K_1c值提高了91％,达到高强度热作模具钢的水平。采用高温压一压疲劳试验预测模具寿命,达到2.5万件以上。     

GCr15钢制轴承典型裂纹原因分析

本文从GCr15钢制轴承裂纹的形态表现入手，综合分析了轴承套圈典型裂纹的形成原因，并结合轴承制造生产过程，提出了相关的防范措施，以减少轴承裂纹的产生，提高产品的可靠性。     

提高GCr15Mo钢冷冲模使用寿命研究

介绍了GCr15Mo钢的选材试验并给出了实验结果。试验结果表明,使用寿命提高2—3倍,有显著经济效益。     

GCr18Mo轴承钢复相组织对强韧性影响

对GCr18Mo轴承钢中下贝氏体-马氏体(简称B下／M)复相组织的强韧性进行了研究，结果表明：随下贝氏体量的增加，其冲击韧度、断裂韧性逐渐升高，抗弯强度先增加而后下降；与单-马氏体组织相比,B下／M复相组织具有更好的强韧性；B下／M复相组织的冲击韧度与下贝氏体量呈线性关系；下贝氏体体积分数为37．5％的B下／M复相组织具有最佳的综合力学性能。     

GCr18Mo轴承钢的下贝氏体组织转变

利用光学显微镜和透射电镜观察和分析了GCr18Mo轴承钢的下贝氏体组织形貌和精细结构,探讨了下贝氏体组织转变机理。借助于图像分析仪分析了下贝氏体转变动力学。结果表明,GCr18Mo轴承钢等温淬火后生成的下贝氏体呈针状或竹叶状,且堆聚成簇,下贝氏体中的铁素体为条状,空间呈双透镜状,由许多更小的铁素体亚条平行排列构成;GCr18Mo轴承钢的下贝氏体转变机理符合类平衡切变长大模型,其形成过程是孕育成核和快速长大的过程,它的转变动力学方程为y=1-exp(2.2×10-12t3.22)。     

淬火工艺对新型高碳铬轴承钢GCr17Mo组织与硬度的影响

分析了新型高碳铬轴承钢GCr17Mo的原材料质量及锻件的性能状态,研究了不同淬火工艺对其组织及性能的影响。结果表明：对于新型高碳铬轴承钢GCr17Mo,在淬火时间40 min条件下,当淬火温度为810~850 ℃时,淬回火组织及硬度均符合要求;淬火温度高于870 ℃时,组织过热,有细小淬火裂纹出现。在淬火温度830 ℃条件下,淬火时间不足时,GCr17Mo钢淬回火后组织及硬度均不合格。综合考虑GCr17Mo钢最佳淬火温度范围为820~850 ℃,淬火加热时间可参照GCr15SiMn钢。     

GCr15轴承钢成品套圈热处理后点线状缺陷原因分析

在热处理后的GCr15成品轴承套圈表面发现疑似裂纹的点线状缺陷。通过无损检测、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对缺陷进行分析,发现缺陷处存在较大尺寸的氧化铝和硅酸盐复合夹杂物。通过采取“高拉碳”、“白渣操作”、“软吹”“保护浇铸”等措施后,钢水纯净度得到进一步提高,避免了点线状缺陷的再次发生。     

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。     

GCr15盘条裂纹产生原因分析和研究

针对包钢集团公司长材厂生产的GCr15盘条轧后存在裂纹的问题,采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜等仪器对裂纹进行了观察和分析。结果表明：夹杂物的存在是导致裂纹形成的主要原因,通过夹杂物的控制、铸坯均热模式的改进及提高表面质量,可减少或避免GCr15热轧盘条表面裂纹的产生。     

Grain Refinement During Directionally Solidifying GCr18Mo Steel at Low Pulling Speeds Under an Axial Static Magnetic Field

The present work investigates how axial static magnetic field affects the solidification structure and the solute distribution in directionally solidified GCr18Mo steel. Experimental results show that grain refinement and the columnar to equiaxed transition is enhanced with the increases in the magnetic field intensity(B) and temperature gradient(G) and the decrease in the growth speed. This phenomenon is simultaneously accompanied by more uniformly distributed alloying elements.The corresponding numerical simulations verify a thermoelectric(TE) magnetic convection pattern in the mushy zone due to the interaction between the magnetic field and TE current. The TE magnetic convection in the liquid should be responsible for the motion of dendrite fragments. The TE magnetic force acting on the dendrite is one of the driving forces trigging fragmentation.     

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。     

电磁能条件下球化退火过程中GCr15轴承钢碳化物的溶解行为

对比研究了GCr15轴承钢在传统热场条件下和可控脉冲电磁能条件下,两相区球化退火保温阶段碳化物的演变过程,并采用扫描电镜观察了不同热处理条件下残留碳化物的形貌。结果表明,脉冲电磁能有助于缩短两相区球化退火的保温时间,残留碳化物分布密度由传统热场球化退火60 min后的2.6460 μm^-2降低至电磁能球化退火60 min后的0.7839 μm^-2。动力学分析认为,外加磁场降低了G_tot,提高了奥氏体的长大速度,促进了碳化物的溶解,缩短了球化退火时间。     

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。