深冷處理對(duì)G20Cr2Ni4A滲碳軸承鋼力學(xué)性能的影響

G20Cr2Ni4A

深冷處理對(duì)G20Cr2Ni4A滲碳軸承鋼力學(xué)性能的影響

G20Cr2Ni4A鋼作為軸承行業(yè)常用的滲碳軸承 鋼，被廣泛用于制造軋機(jī)軸承、礦山機(jī)械、重型車輛 軸承、風(fēng)電主軸軸承等，工作時(shí)不僅需承受高負(fù)荷， 而且承受高的沖擊和耐磨性能。隨著我國(guó)裝備制造 業(yè)的發(fā)展，要求軸承應(yīng)用于極寒的工作環(huán)境；同時(shí)要 求軸承在使用維護(hù)過(guò)程中，確保其套圈重新研磨后 而不損失其表面的高硬度。因此G20Cr2Ni4A滲碳 鋼制軸承熱處理的內(nèi)在質(zhì)量，除了滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) {JB／T 8881--201 1滾動(dòng)軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條 件》規(guī)定的58～63 HRC要求外…，對(duì)材料在一定條 件下的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，也明確的提出了要求。不僅 提供材料滲碳后的機(jī)械性能，也要提供深冷處理后 的機(jī)械性能。而現(xiàn)有的技術(shù)資料缺乏深冷處理的機(jī) 械性能數(shù)據(jù)，因此通過(guò)研究G20Cr2Ni4A鋼經(jīng)深冷處 理與未深冷處理組織和性能的變化規(guī)律，滿足用戶 的關(guān)注需求，具有重要的實(shí)際生產(chǎn)意義。

試驗(yàn)用G20Cr2Ni4A鋼的主要化學(xué)成分 

試驗(yàn)方法

在HR．150洛氏硬度計(jì)上測(cè)量沖擊試樣硬度；用 金相顯微鏡觀察顯微組織；利用ZDC2302N-3金屬擺 錘沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)定不同處理?xiàng)l件下沖擊功A。在 W．300液壓式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果

力學(xué)性能試驗(yàn)工藝方案

深冷處理的溫度為低于一130 oC，考慮到本次試 驗(yàn)的熱加工條件，因此深冷處理選擇在液氮中進(jìn)行， 溫度為一196 qC，性能試驗(yàn)的方案見(jiàn)表2。滲碳過(guò)程 按照G20Cr2Ni4A鋼產(chǎn)品的加工工藝規(guī)范進(jìn)行，二次 淬火及隨后的低溫回火采用與產(chǎn)品的低溫回火規(guī)范 相同。據(jù)資料報(bào)道以及其它工藝試驗(yàn)表明，深冷處 理按排在二次淬火后低溫回火前，深冷效果較好。 為了保證試驗(yàn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，拉伸試樣和沖擊試樣 按試驗(yàn)方案表2進(jìn)行試驗(yàn)，其中每個(gè)工藝條件下分 別進(jìn)行兩組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)是一個(gè)拉伸試樣，三個(gè)沖 擊試樣。

不同深冷試驗(yàn)對(duì)滲碳鋼組織和力學(xué)性能的影響

拉伸試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表，沖擊試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表，沖擊值為每組的平均值。從表可以看到，G20Cr2Ni4A滲碳鋼無(wú)論是否進(jìn)行深冷處理，其抗拉強(qiáng)度尺。均高于未滲碳試樣；隨著深冷處理時(shí)間的延長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度R。均稍有增加。未滲碳試樣各種狀態(tài)的斷面收縮率z、伸長(zhǎng)率A均高于滲碳試樣；而且它們的數(shù)值受深冷處理影響的變化幅度不大。從表可以看出，G20Cr2Ni4A滲碳鋼的沖擊性能試樣無(wú)論是否進(jìn)行深冷處理，其沖擊功和沖擊韌性均大大高于未滲碳試樣的沖擊功及沖擊韌性。隨著深冷處理時(shí)間的延長(zhǎng)，其沖擊功和沖擊韌性均稍有減少。

按工藝方案未滲碳的沖擊試樣經(jīng)二次淬火及萬(wàn)方數(shù)據(jù)

熱處理技術(shù)與裝備

深冷處理，在金相顯微鏡下500倍觀察深冷處理前后試樣的表層組織，均由板條狀馬氏體、貝氏體和少量鐵素體組成，其組織形貌沒(méi)有差別，是工藝3試驗(yàn)條件下，滲碳沖擊試樣深冷處理前后表層組織的變化，滲層組織均由隱晶馬氏體和殘余奧氏體組成，顯然深冷處理前后光學(xué)顯微組織沒(méi)有發(fā)生明顯變化。對(duì)于本次性能試驗(yàn)而言，滲碳試樣無(wú)論是拉伸試樣還是沖擊試樣，從表面到心部都是全部滲透的。按照J(rèn)B／T 8881—2011滾動(dòng)軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件，G20Cr2Ni4A滲碳鋼的表面層組織及心部組織在500倍下評(píng)定，符合JB／T 8881—201 1規(guī)定組織的技術(shù)要求。