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深冷處理對G20Cr2Ni4A滲碳軸承鋼力學性能的影響

時間:2022/8/8閱讀:1161
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G20Cr2Ni4A

深冷處理對G20Cr2Ni4A滲碳軸承鋼力學性能的影響

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軸承、礦山機械、重型車輛 軸承、風電主軸軸承等,工作時不僅需承受高負荷, 而且承受高的沖擊和耐磨性能。隨著我國裝備制造 業(yè)的發(fā)展,要求軸承應用于極寒的工作環(huán)境;同時要 求軸承在使用維護過程中,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)標準 {JB/T 8881--201 1滾動軸承零件滲碳熱處理技術條 件》規(guī)定的58~63 HRC要求外…,對材料在一定條 件下的力學性能數(shù)據(jù),也明確的提出了要求。不僅 提供材料滲碳后的機械性能,也要提供深冷處理后 的機械性能。而現(xiàn)有的技術資料缺乏深冷處理的機 械性能數(shù)據(jù),因此通過研究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 的關注需求,具有重要的實際生產(chǎn)意義。

試驗用G20Cr2Ni4A鋼的主要化學成分 

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試驗方法

在HR.150洛氏硬度計上測量沖擊試樣硬度;用 金相顯微鏡觀察顯微組織;利用ZDC2302N-3金屬擺 錘沖擊試驗機測定不同處理條件下沖擊功A。在 W.300液壓式萬能材料試驗機上進行拉伸試驗。

試驗結果

力學性能試驗工藝方案

深冷處理的溫度為低于一130 oC,考慮到本次試 驗的熱加工條件,因此深冷處理選擇在液氮中進行, 溫度為一196 qC,性能試驗的方案見表2。滲碳過程 按照G20Cr2Ni4A鋼產(chǎn)品的加工工藝規(guī)范進行,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)資料報道以及其它工藝試驗表明,深冷處 理按排在二次淬火后低溫回火前,深冷效果較好。 為了保證試驗的數(shù)據(jù)準確性,拉伸試樣和沖擊試樣 按試驗方案表2進行試驗,其中每個工藝條件下分 別進行兩組試驗,每組試驗是一個拉伸試樣,三個沖 擊試樣。

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不同深冷試驗對滲碳鋼組織和力學性能的影響

拉伸試驗結果見表,沖擊試驗結果見表,沖擊值為每組的平均值。從表可以看到,G20Cr2Ni4A滲碳鋼無論是否進行深冷處理,其抗拉強度尺。均高于未滲碳試樣;隨著深冷處理時間的延長,抗拉強度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論是否進行深冷處理,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。隨著深冷處理時間的延長,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)二次淬火及萬方數(shù)據(jù)

熱處理技術與裝備

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,其組織形貌沒有差別,是工藝3試驗條件下,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顯微組織沒有發(fā)生明顯變化。對于本次性能試驗而言,滲碳試樣無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JB/T 8881—2011滾動軸承零件滲碳熱處理技術條件,G20Cr2Ni4A滲碳鋼的表面層組織及心部組織在500倍下評定,符合JB/T 8881—201 1規(guī)定組織的技術要求。

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