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含氮不锈钢轴承钢淬火温度、冷处理工艺及硬度

随着科学技术的飞速发展,无锈高温轴承钢材料的利用越来越广泛,不仅应用于航空、航天、核工业和高科技产品,而且广泛应用于化工、石油、造船、食品等行业。目前,国内无锈高温轴承钢材料晶体硬质合金分布不均匀,热处理不能消除,这对高温轴承领的磨削和超细工艺有负面影响,不能满足高温轴承噪声和精度要求。基于此,国内外已研制出多种含氮无锈高温轴承钢,材料均匀分布氮、碳,形成非常小的颗粒碳氮化合物,类似于高碳铬高温轴承钢的溅出去点火组织,高碳铬不锈钢中未出现大共晶碳化物和针状共晶碳化物。本文对国内含氮无锈高温轴承钢40Cr15Mo2VN的热处理工艺进行了系统的研究,通过调整影响热处理工艺的参数,找到了适合该材料生产的最佳热处理工艺。

1 试验材料及方法 本试验材料采用真空感应熔炼,冶炼合金的化学成分见表1,其中氮元素采用氧氮分析仪,其余元素用光谱法测定。加工20 mm×10 mm×10 mm的试样若干个,在ZC2-65真空炉中进行不同工艺的热处理试验。然后测试不同工艺处理后试样的硬度和残余奥氏体。采用HR-150A型洛氏硬度计测试试样的硬度;采用便携式Xstrees 3000 X射线应力仪测试试样的残余奥氏体。

2 试验结果与分析

2.1为了研究淬火温度对试样硬度和残余奥氏体的影响,经过热处理、固定冷处理和不同淬火温度的回火工艺试验,淬火温度是影响试样组织和性能的重要因素,见表2。从图1可以看出,试样的硬度随淬火温度的升高而增加,当淬火温度超过1080 ° c 时,硬度的增加不明显,这是因为随着淬火温度的升高,奥氏体化合金中的碳含量增加,淬火后形成更多细小的马氏体,从而提高了淬火后的硬度,但当淬火温度升高到一定值后,奥氏体中碳含量的增加较少,奥氏体晶粒的生长将影响淬火后的硬度。随着淬火温度的升高,残余奥氏体含量增加,高温奥氏体化时,残余奥氏体中溶解了更多的碳原子和合金元素,增加了奥氏体的稳定性,随着残余奥氏体的增加,产品的稳定性降低。为了考虑产品的尺寸稳定性和硬度,最终确定淬火温度为1060 ° c。

2.2研究了冷处理对试样残余奥氏体的影响,淬火工艺为1060 ° c/1h,回火工艺为160 ° c/2h。首先,样本在不同温度下冷冻。具体过程如表3所示。

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