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轴承技术2013年第3期
湊碳钢轴承锻件
晶粒度硏究
(质量管理部)徐保中(锻造厂)郭凯王玉杰
摘要:研究G20CrNi2MO滲碳钢轴承锻件经过不同方式的热处理后,检測锻件
晶粒度的大
小;通过对比、分析、总结得到最为适当的热处理方式来细化轴承锻件的晶粒,进而提高渗碳钢轴
承的机械性能及使用寿命。
关键词:滲碳钢轴承;滲碳钢;
晶粒度;锻造
C20CrNi2MO渗碳钢的特点是表面具有很C20CrNi2MO为某型号轴承外圈锻件实物。试
高的硬度和一定的耐磨性以及较高的抗疲劳样尺寸为圆形(直径):10~12mm;方形(边
强度而其心部仍然保留着良好的韧性,适用于长):10mmx10mm
制造中大型轧机、铁路轴承等领域。如何提高
目前锻造生产过程中所采用的冷却方法
滲碳钢轴承的产品质量、避免轴承的质量缺有雾冷、堆冷和空冷。其中雾冷套圈是锻后放
陷,使渗碳钢轴承能够满足其苛刻的工作环置于料框内喷雾冷却,堆冷套圈是锻后放置于
境、严格的质量标准,这是一个需要长期探索、箱内随箱冷却,空冷套圈是锻后单独放置在空
研究和不断优化、改进的课题。
旷处进行空冷。同时我们从空冷套圈中随即
晶粒度
选出进行680℃回火热处理进行对比实验。实
滲碳钢轴承锻件的晶粒度是衡量轴承锻验所需套圈均从生产现场没有裂纹的产品中
件质量优劣的重要指标之一。晶粒度是表示随机取出。
金属内部晶粒大小的一种尺度。对钢来说,如
实验方法为对雾冷、堆冷、空冷和680℃回
不做特别说明,晶粒度一般是指奥氏体化后的火热处理所得的四种套圈进行球化退火处理。
实际晶粒大小,即钢材经过不同的热处理操作通过对进行球化退火热处理方式所得锻件的
后冷却到室温下所得到的晶粒。品晶粒的大小晶粒度进行分析、对比,确定最优的热处理方
对金属的机械性能影响很大。因为晶粒小,晶式。
界就多,这就加强了金属的结合力,因此在常
对雾冷、堆冷、空冷和680℃回火的锻件
温下使用的金属材料,晶粒愈小,不仅强度、硬分别标识为1#、2#、3#和4#,从这四个锻件
度越高,而且塑性、韧性也越好,所以晶粒度是上在相同的部位分别取三个试样块,对1#锻
表示材料性能的重要数据之一。因此,晶粒度件的试样块标识11、12和13,对2#锻件的
的大小对于渗碳钢轴承锻件的质量判定是一试样块标识21、22和23,对3#锻件的试样
个很重要的依据。
块标识31、32和3,对4#锻件的试样块标
2试验材料及实验方法
识41、42和43。
在实验阶段,我们选用的实验材料3实验结果
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轴承技术2013年第3期
对3.1中的1121、31和41号试样块直接晶粒度(图5、6、7和8)。
测量其硬度和晶粒度(图1、2、3和4)。
图5雾冷后经785℃球化退火锻件晶粒度图片
图1雾冷后锻件晶粒度图片
图6堆冷后经785℃球化退火锻件晶粒度图片
图2堆冷后锻件晶粒度图片
图7空冷后经785℃球化退火锻件晶粒度图片
图3空冷后锻件晶粒度图片
图860C回火后经75℃球化退火锻件晶粒度图片
图4680℃回火后锻件晶粒度图片
对2.中13、23、33和43号试样块在GKT
对2.1中的12、22、32和42号试样块在节-20退火炉经过790℃球化退火后测量其硬度
能退火炉经过785℃球化退火后测量其硬度和和晶粒度(图9、10、11和12)
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轴承技术2013年第3期
表1
节能/方能
CKT
CKI
退火女
退火
退火退火炉
退火
样冷却前硬」前品1785℃
785℃炉
件」方式」度粒度」球化
球化1790
790C
图9雾冷后经790℃球化退火锻件
(HB)(级)退火「/球化球化
硬度/后晶退火/退火
后晶
晶粒度图片
粒度硬度
(HB)
(级)(HB)/粒度
(级)
雾冷24151188517919
堆219」618m2」8
冷
97.5179
817519.5
680℃
4#
回火/1977.511708
9
图10堆冷后经790℃球化退火锻件
4结论
通过实验,我们发现G20CrNi2MO轴承锻
晶粒度图片
件锻造后通过进行790℃球化退火可以有效的
细化锻件晶粒,一般可将锻件的本质品粒度等
级提高1~2级,进而提高锻件的内部质量,进
步提高锻件的机械性能,降低锻件的废品
率,延长轴承的使用寿命,为渗碳轴承锻件的
质量提供有力保证。
图11空冷后经790℃球化退火锻件
晶粒度图片
图12680℃回火后经790℃球化退火
锻件晶粒度图片
上述实验所得所有试样硬度和晶粒度数
据见表1所示。