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不同时间深冷处理对GCr15轴承钢综合力学性能的影响

GCr15是一种超共析高碳铬轴承钢。随着装备制造业的发展,其综合机械性能越来越高,并且有许多相关的研究。

通过两次精炼工艺,GCr15钢的弯曲强度提高了29.7%,冲击韧性提高了100%,耐磨性提高了35%。马氏体和下贝氏体是在GCr15钢上经过不同的等温淬火试验获得的。复杂的相结构具有改善的冲击韧性,弯曲强度和挠度。研究表明,低温处理后材料的冲击韧性降低。但是,对于低温处理后的GCr15钢性能的整体影响尚缺乏研究。因此,研究人员对不同时间深冷处理后的GCr15钢的组织,残余奥氏体含量,力学性能和磨损性能进行了综合研究,为生产提供参考。

首先,对原材料进行等温球化退火预处理:在790°C×5 h之后,将炉子冷却至300°C以下以进行空气冷却。对处理后的样品进行淬火处理:820℃×20min,进行油冷。将淬火后的样品随机分为4批,其中一批在低温下直接回火,另外三批在淬火和冷却后10分钟内浸入液氮中,然后浸入1-6小时后取出,然后加热到室温后进行低温回火。处理。低温回火过程为160°C×1.5 h。用OLYMPUSPGM3光学金相显微镜观察该显微组织。样品的硬度在HRD-150洛氏硬度计上测量。使用JBN-300B摆锤式冲击测试仪进行200 N和120°的冲击测试,以测量不同处理条件下的冲击能Aku。研究发现,随着深冷时间的延长,硬度缓慢增加。与未经低温处理的样品相比,硬度提高了1.6HRC,冲击能量降低了0.5J。这是因为经过深冷处理后,GCr15钢结构中的残余奥氏体显着减少,马氏体组织含量增加,晶格畸变减小,晶格常数减小,马氏体结构减小,并伴随着更均匀细小的碳化物颗粒分散在马氏体基体上以产生沉淀强化作用,从而增加钢的硬度。残余奥氏体结构向马氏体的转变减少了冲击能量的吸收。低温处理后,样品的耐磨性显着提高,并随着深冷处理时间的增加而逐渐增加。在试验中,GCr15钢的强化方法具有相变强化和沉淀强化。在低温处理过程中,残余奥氏体转变为马氏体,马氏体基体中的过饱和C原子析出两次,即相变强化和沉淀强化共同作用,以提高钢的硬度和耐磨性。同时,与未经低温处理的情况相比,经过低温处理的样品具有显着增加的碳化物体积分数和大量细微的碳化物沉淀,这也可以提高钢的耐磨性。总结:

1)深冷处理可提高GCr15钢的硬度,但冲击韧性略有降低;

2)GCr15钢中的残余奥氏体在深冷处理过程中转变为马氏体,在深冷处理6小时后,残余奥氏体含量急剧下降;

3)低温处理后,可以显着改善GCr15钢的等温球化退火预处理。

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