GCr15SiMn钢轴承套圈缺陷成因分析

采用光学显微镜、扫描电镜等仪器对某GCr15SiMn钢轴承套圈在车加工后出现的表面裂纹缺陷进行了分析。结果表明:缺陷周围无脱碳现象,但缺陷附近存在异于基体的物质,主要为硅、铬、锰的氧化物,为GCr15SiMn钢基体元素的氧化产物,从高温氧化物的成因和机理来看,该缺陷是由锻造过程中产生的表面裂纹引起的基体元素高温氧化形成的,而非原始材料冶金缺陷。     

GCr15钢轴承套圈表面脱碳层形成机理

根据相图热学平衡原理和不同气氛碳势的影响,提出了GCr15钢轴承套圈表面脱碳层的形成过程和形成机理。结果表明:炉内气氛碳势等于或大于GCr15钢二相区平衡奥氏体碳含量时,获得正常显微组织;随碳势降低,套圈表面先出现半脱碳层,显微组织变化表现为渗碳体数量减少、铁素体(叠加原始铁素体)增加及团块片状珠光体生成;碳势继续降低后,套圈由外到里生成全脱碳层+半脱碳层。     

GCr15轴承套圈锻件裂纹分析

通过对GCr15轴承套圈锻件裂纹及其所用的原材料进行高、低倍组织检验以及化学成分分析，认为，该原材料组织疏松及缩孔是导致裂纹形成的主要原因。     

GCr15钢轴承套圈内表面开裂原因

某GCr15钢轴承套圈经机加工后,发现其套圈内表面发生开裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析等方法对开裂套圈进行分析。结果表明：在生产套圈过程中,穿孔顶头发生破碎,产生的异物颗粒嵌入基体,破坏了基体的连续性,最终导致套圈内表面发生开裂。     

GCr15钢深冷条件下的组织转变

以GCr15钢轴承套圈为对象,采用深冷处理的方法对淬火后的零件进行处理以减少零件中的残余奥氏体含量。通过X射线衍射法检测残余奥氏体含量和扫描电子显微镜(scanning elec-tron m icroscopy,SEM)观察深冷处理后的零件组织,研究了深冷处理温度和时间对GCr15钢淬火后的残余奥氏体转变的影响。结果表明,深冷处理可以大幅降低淬火GCr15钢零件中的残余奥氏体,最多可使零件中71.6%的残余奥氏体可以转变为马氏体。     

不同处理工艺轴承套圈的近表层硬度及残余应力

对M50钢轴承套圈、M50NiL钢渗碳轴承套圈及M50NiL钢渗碳+渗氮复合化学热处理轴承套圈的显微组织、硬度及残余应力进行了测试及分析,并对M50钢轴承套圈和M50NiL钢渗碳轴承套圈进行了硬度、应力和寿命耐久性试验。结果表明:复合化学热处理后,M50NiL钢轴承套圈的表面及心部硬度比M50NiL钢渗碳轴承套圈的有所提高,其表面应力尤其是次表层应力有了极大提高,因此耐磨性和抗疲劳性能也得到极大的改善;M50NiL钢渗碳轴承套圈的抗疲劳性能及使用寿命比M50钢轴承套圈的提高了3~5倍。     

粉碎机传动轴的断裂失效分析

某小型粉碎机的传动轴更换5d后在轴承位置发生断裂.利用扫描电镜、洛氏硬度计和直读光谱仪对传动轴的断口及磨损部位进行了分析.结果 表明:轴承套圈和滚珠的材料是GCr15SiMn轴承钢.传动轴材料是40CrMn钢,传动轴正常部位组织为回火索氏体,硬度31 HRC,磨损部位有珠光体组织,硬度22 HRC.断口属于扭转断裂,有较多的二次裂纹,磨损部位有挤压和变形的痕迹.分析认为过早失效的根本原因是传动轴和轴承在安装过程中,没有按照规定涂抹润滑油,导致润滑不良,先产生黏着磨损,最后导致传动轴扭转断裂.对工人进行培训,更换零件后重新涂抹润滑油,解决了传动轴早期的黏着磨损问题.     

发动机惰轮轴承剥落失效分析

某汽车发动机惰轮轴承在路试时轴承出现异响现象,拆解后发现轴承内套圈滚道面发生剥落失效。通过对该失效轴承进行宏观检检、化学成分分析、硬度测试、金相检验、能谱分析和扫描电镜分析,找到了该轴承失效的根本原因。结果表明:由于异常工况使轴承内圈滚道次表面发生白色组织变异,在运转中接触疲劳导致局部区域剥落。同时轴承内套圈材料的颗粒状碳化物聚集分布构成带状偏析和粗大的碳化物,导致钢的力学性能,尤其是疲劳性能显著下降,在受到异常冲击载荷和较大振动的情况下,也易成为疲劳剥落的发源地。     

在点线接触条件下钢/钢摩擦副的干摩擦高温减摩抗磨性能的研究

用多功能SRV实验机评价了钢/钢摩擦副在干摩擦条件下的的高温减摩抗磨性能,并对高温磨损机理进行了探讨.结果表明,钢/钢摩擦副的高温摩擦系数随着实验负荷的增加呈下降趋势,而随着实验时间的延长呈增长趋势.钢/钢摩擦副的线接触高温摩擦系数明显比点接触时的高温摩擦系数大,SPHC/GCr15摩擦副的高温摩擦系数明显高于GCr15/GCr15摩擦副的高温摩擦系数.钢球在点接触条件下的磨损随实验负荷的增加呈线性增长趋势,而钢柱在线接触条件下的磨损随实验负荷的增加呈线性降低趋势.在相同负荷下,SPHC/GCr15摩擦副的磨损要较GCr15/GCr15摩擦副的磨损略微大.钢/钢摩擦副在高速度下的磨损机理主要是磨粒磨损,而在较低速度下主要是磨粒磨损和粘着磨损.     

深冷处理对GCr15组织和力学性能的影响

对经不同深冷处理后的GCr15钢进行了组织观察、力学性能检测和摩擦磨损试验。试验结果表明:深冷处理可提高GCr15钢的硬度;淬火后进行深冷处理+180℃×8h回火处理后,GCr15钢的冲击韧性有所降低;深冷处理可明显提高GCr15钢耐磨性并降低钢中残留奥氏体含量,其中深冷处理6h后效果最为显著,其相对磨损率下降了30%、残留奥氏体含量降幅高达81%。     

GCr15SiMo钢的动态及高温力学行为EI北大核心CSCD

以GCr15SiMo钢为对象,研究热处理工艺对其微观组织的影响规律,并利用霍普金森杆和GNT100-2型高温拉伸试验机,分析不同组织结构GCr15SiMo钢的动态及高温力学行为。结果表明:淬火温度由800℃升高至920℃,GCr15SiMo钢中M_(3)C型碳化物颗粒的质量分数由2.319%减少至0%;动态压缩过程中,GCr15SiMo钢的失效应变均随应变速率的增加而增大,在真应变分别为0.2和0.8时,随着淬火温度的升高,GCr15SiMo钢流变应力分别下降13.45%,21.44%,27.49%和31.79%,流变应力迅速下降主要与组织结构和动态压缩变形时的绝热剪切机制有关;在高应变速率条件下,GCr15SiMo钢的宏观变形由镦粗转变为沿45°方向的剪切破坏,绝热剪切机制是导致变形行为变化的主要原因之一,且组织结构是影响材料绝热剪切敏感性的关键因素之一;GCr15SiMo钢动态压缩变形过程中形变升温在117~333℃之间,M_(3)C碳化物颗粒回溶是其高温性能呈现抗拉强度增加、屈服强度降低的关键因素之一;淬火温度为920℃时,GCr15SiMo钢的组织为均匀一致的孪晶马氏体,孪晶马氏体中的亚晶界可有效阻碍位错运动,在拉伸应力作用下表现出明显的应变硬化现象,应力-应变曲线较淬火温度800℃时呈现更显著的上升趋势。     

GCr15钢坯轧制竹节状开裂原因分析

GCr15钢连铸坯开坯时出现了竹节状开裂现象,通过化学成分分析、断口宏观分析、金相检验、竹节状开裂钢坯裂纹位置测量等方法,对钢坯开裂原因进行了分析。结果表明:GCr15钢坯加热初期升温过快、热应力过大,导致钢坯开裂,在水冷梁位置处由于温差较大,钢坯更容易开裂,最终导致了GCr15钢坯竹节状开裂。     

高温激光共聚焦动态观察用无腐蚀试样的制备

采用传统金相试样制备方法制备出的试样在高温激光共聚焦显微镜中观察时,由于相界面的腐蚀不均匀,图像会出现局部发黑情况.以GCr15钢为例,采用一种新方法制备出了适合用高温激光共聚焦显微镜观察的金相试样.结果表明:GCr15钢经3μm抛光液抛光20 min+1μm抛光液抛光20 min+50％(质量分数)硅溶胶抛光20 m...     

轴承套圈开裂原因分析

采用金相检验、断口分析和化学成分分析以及硬度测试等试验方法对某大型设备上的轴承套圈的开裂原因进行了分析。结果表明：该轴承套圈材料100CrMo7-3成分符合标准要求,基体硬度约60HRC,在使用过程中由于接触应力和循环应力场的共同作用,导致该轴承套圈发生接触疲劳开裂。     

GCr15轴承钢的热变形模拟试验研究

利用先进的Gleeble-2000热模拟试验机，对GCr15轴承钢某一轧制过程进行模拟试验，测定出GCr15轴承钢动态CCT曲线，并结合微观组织分析，制定合理的GCr15轴承钢轧后控制冷却工艺，以期达到提高GCr15轴承钢质量的最终目的。     

GCr15钢制轴承剥落失效分析

GCr15钢制球轴承经短期使用后发生剥落失效,通过外观检查、化学成分分析、金相检验、硬度测试以及扫描电镜和能谱仪分析等方法,对轴承早期失效的原因进行了分析。结果表明:由于轴承钢球表面存在冲压缺陷,使其在轴承运转过程中沿缺陷处产生剥落,并导致轴承内圈及其他钢球相继损坏,最终引起轴承早期失效。     

GCrl5冷轧管机孔型模的失效分析

对GCr15冷轧管机孔型模早期剥落、上机炸裂及淬火开裂的原因进行了试验和分析,结果表明:钢中严重的白点和网状碳化物及淬火组织不良是导致材料早期失效的原因。据此,提出了改进措施。     

GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢材料微观组织和摩擦磨损性能研究

为了探究不同轴承钢在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承的钢组织、物相及硬度进行了表征,利用UMT摩擦磨损试验机对轴承钢材料进行了不同条件下的干摩擦磨损实验,并分析了其磨损性能.结果表明:在该实验条件下,GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢磨擦系数和磨损随着载荷的增加而减少,随摩擦速度的增加而增加;且摩擦速度较低时,GCr15 高碳轴承钢的摩擦磨损性能优于 G20CrNi2Mo 渗碳轴承钢,而当摩擦速度为0. 17 m·s-1时, G20CrNi2Mo渗碳轴承钢磨损性能优于GCr15高碳轴承钢.磨损机制结果表明,两种轴承钢干摩擦机制均为粘着磨损和磨粒磨损,且G20CrNi2Mo渗碳钢表面粘着磨损程度较严重.     

稀土渗碳对GCr15钢激光熔凝层摩擦行为的作用

为了提高在航空航天和民用等领域中广泛使用的GCr15钢的表面强度及耐磨性能,采用激光熔凝方法对GCr15钢表面稀土渗碳层进行改性处理,研究了稀土渗碳对激光熔凝改性层摩擦系数及磨损量的影响.结果表明:稀土渗碳使GCr15钢表面激光熔凝改性层的摩擦系数有所下降且在整个摩擦过程中波动较小,磨损失重为未经改性处理的基体材料失重的14%(质量分数);随着摩擦时滑动距离的增加及载荷的加大,稀土渗碳激光熔凝改性处理降低磨损失重的作用也显著增大;稀土渗碳层的磨损形式为犁沟磨损,而稀土渗碳激光熔凝处理的改性层则属于局部擦伤型;稀土渗碳在钢表面激光熔凝处理中的作用主要表现为细化晶粒、微合金化、净化和改善组织致密性.     

硬态切削轴承套圈近表层残余应力分布及性能

通过对硬态切削轴承套圈和磨削轴承套圈进行对比,分析了硬态切削轴承套圈近表层残余应力的分布、沟道表面形貌、硬度和粗糙度。结果表明:与磨削轴承套圈相比,硬态切削轴承套圈能够获得更大的近表层残余压应力和更深的压应力层,以及较好的表面形貌和较高的表面硬度。