咨询电话:15095077000
轴承常识
当前位置:回收轴承 > 轴承常识 >

轴承钢棒材试验方法、试验结果与分析

时间:2021-05-03 07:25 来源:未知 作者:admin
轴承回收公司(www.cf9580.net)讲解:轴承钢棒材实验方法,轴承钢棒材实验结果与剖析。
一 轴承钢棒材实验方法
  实验是在畸形生产轧制前提下进行的,实验用料为GCr15轴承钢,化学成分注:实验用钢为Φ55mm圆钢。
  在畸形轧制前提下,Φ50mmGCr15轴承圆棒材切成定尺后横移,经一次跟二次水冷器的疾速冷却。钢材开端水冷时,最低温度为860~870℃,最高温度为920℃左右。圆钢经2次快冷的断面温度曲线如原创图1所示。圆钢名义温度为920℃时进入1#水冷器,出水冷器名义温度降落到400~500℃,经一定时光后,钢温返红到600~700℃,进入2#水冷器进行二次冷却。出2#水冷器钢材名义温度个别在400~460℃,经辊道到收集台钢温回升到550~650℃,而后钢温降落。实验结果表明,每次在水冷器中快冷时,钢材名义温度不应低于300℃,以避免在钢材名义形成马氏体组织。
  同一轧制工艺制度所轧制的空冷材跟把持冷却材在连续退火炉中退火或模仿连续退火制度进行球化退火。并进行组织跟机能对比。
二 轴承钢棒材实验结果与剖析
  1 冷却水压与钢材返红温度对组织的影响
  Φ50mm圆棒材水冷后的名义最高返红温度与冷却水水压关联如原创图2所示(885℃开端水冷)。当走钢速度一定时,随冷却水水压的加大,钢材返红温度降落,冷却才干加大。
  实验结果表明,当钢温为885℃开端快冷时,仅采取一次快冷,其钢材返红温度达到780℃,经金相与电镜考试,可能看到在圆断面的边部跟1/4直径处得到片状跟变态珠光体跟少量状碳化物,而中心部位则为细片状珠光体及状碳化物。经过二次快冷的轴承钢棒,返红最高温度为630~660℃,其边部跟直径1/4处为变态索氏体跟一些球状或半球状的碳化物。个别处所有极细极薄的状碳化物。心部组织为断续的细片状珠光体、索氏体、有少量细的状碳化物。
  2 冷却水压对轴承钢棒材状碳化物的影响
  以Φ55mm轴承钢圆棒材为例,870℃开端快冷随水压增加,金相试样状碳化物级别降落,但变更不大。状碳化物级别均小于2.5级(YJZ-84),状个别在心部呈现。
  3 开端冷却温度对棒材状碳化物的影响
  实验表明,随开端冷却温度进步,状碳化物级别降落,在875℃温度以上,开端冷却温度对状碳化物析出影响不太明显,这是因为在变形前提下轴承钢中状碳化物析出温度在960~700℃之间,在高温时析出数量比较少,至700~750℃温度范畴,碳化物析出最为激烈。假如从较高的轧后钢材温度快冷,就可能克制在这一温度区间的碳化物析出。
  因此,如轧后破即进行一次水冷,将棒材冷却到800℃以上,可能避免晶粒长大,进一步细化变形奥氏体晶粒。因为变形促使碳化物析出温度Arcm进步,经快冷后使Arcm温度降落,使碳化物析出数量减少。同时因为奥氏体晶粒细化,使碳化物析出疏散、变薄。再进行二次快冷时,可将钢温降落至650℃以下,则可能禁止状碳化物进一步析出。
  假如一次疾速冷却后返红温度正处在碳化物激烈析出的温度区间,又不破即进行二次冷却,使钢棒在这一温度区间慢冷,则会得到粗大的状碳化物组织。
  4 轧后疾速冷却的结束温度对状碳化物级别的影响
  轧后疾速冷却的结束温度是极为重要的工艺参数,它决定了不同断面尺寸钢材的冷却后的自身返红温度的高低。在轧制Φ34~55mm轴承钢棒材轧后快冷到名义温度为450~500℃比较适合,经返红后其钢温可能把持在550~650℃范畴,而后空冷,可能得到比较幻想的组织。
  大断面的圆钢必须采取屡次冷却工艺,同时在两次水冷之间应相隔一定时光,达到钢材名义返红的目标,并为下一次冷却做准备,返红温度的高低取决于所请求的把持冷却工艺制度。
  例如轧制Φ55mmGCr15轴承钢棒材,当开端冷却温度为893℃,经一次冷却后钢材返红温度为690℃,二次冷却后返红温度为640℃。钢材在893~700℃之间冷却速度较快,内外温差较小,克制了碳化物析出。轧后试样的状碳化物级别为2.5级,并且内外比较均匀。另一轧件开端冷却温度为925℃,经一次水冷后返红温度为760℃,二次水冷后最高返红温度为680℃,因为在一次水冷到二次开冷间在700~760℃停留一定时光,正处在碳化物激烈析出温度,因此沿断面的状碳化物级别均达到4级。
  5 把持冷却工艺对球化退火工艺的影响
  轧后破即快冷的目标除了降落状碳化物级别外,另一重要目标是避免变形后的奥氏体晶粒长大,相变后形成粗大珠光体球团,同时增大过冷度降落Arcm跟Ar1的温度,以减少珠光体的片层间距尺寸,并可形成退化珠光体跟退化索氏体,有利于疾速球化,缩短球化退火时光。
  实验中研究了GCr15轴承钢把持冷却材跟空冷材球化退火工艺,并进行了比较。
  球化退火所用把持冷却材是采取不同控冷前提下的钢材作为实验料以及空冷实验料,其控冷工艺如下:
  (1)经二次水冷后返红温度分辨为630℃、640℃跟660℃3种控冷材。
  (2)经一次水冷后返红温度为780℃水冷材。回收轴承由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。
  (3)空冷材。
  以上3类钢材其轧制工艺雷同,球化退火实验是在98m长的连续退火炉中,按不同走钢速度进行球化退火。为了转变球化退火的各段温度制度,用箱式电加热炉,按连续式加热炉的各段温度制度及不同走钢速度模仿连续炉球化退火工艺。炉内走钢速度分辨为3m/
  H、4m/
  H、5m/
  H、6m/h跟7m/h。
  实验结果可见,空冷材在大于4m/h走钢速度球化退火不能得到及格球化组织。采取返红温度为630℃的把持冷却材,其走钢速度从5m/h到7m/h进行球化退火却可能得到及格球化组织(2~2.5级)。相反,假如仍按3m/h走钢速度对水冷后钢材进行退火时,其球化组织粗化,达到3.5~6级。水冷后返红温度高于640℃时,走钢速度大于5m/h,球化后球化组织不及格(小于2级)。实验表明,水冷材球化退火时光比空冷材的球化退火时光亮显缩短。
  实验计划中,将球化退火的加热温度由820℃降到800℃,并且将炉尾690℃、660℃两段缩短停留时光,由原来每段1h37min缩短到39min。加快冷却速度。当走钢速度为5m/h,总退火时光为6h38min;走钢速度为6m/h总退火时光为5h38min;走钢速度为7m/h,总退火时光为4h46min。
  结果表明,空冷材以5m/h以上走钢速度球化退火组织都在2级以下,一次冷却后的水冷材仅以5m/h走钢速度球化退火的球化组织为2级。回收轴承由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。而二次冷却后的水冷材以6m/h走钢速度球化退火仍可得到及格的球化组织。返红温度为630℃的退火前预组织较好,即便以7m/h走钢速度球化,球化组织也为2级。
  因为轧后把持冷却材的组织为变态索氏体跟片层间距比较薄的珠光体。在球化退火时碳原子扩散行程短,碳化物轻易溶断,溶断后残存的碳化物质点数量多,为降温进程碳化物析出供给了更多的部位,就可能采取较疾速度冷却。同时,片层间距小,片层之间的界面相应增多,界面能增加,也起到加速原子扩散,加速球化退火的作用。轧后把持冷却材中,珠光体中渗碳体呈断续状,甚至成为半球状,有利于球化进程,缩短球化时光。
  6 把持冷却对轴承钢棒材机能的影响
  把持冷却材跟空冷材退火后的硬度随球化走钢速度的进步而升高,如原创图3所示。在同一走钢速度前提下,把持冷却材比空冷材硬度降落,因为随走钢速度进步,退火时光缩短,钢材球化组织级别降落,所以钢材的硬度升高,而把持冷却材比空冷材轻易球化,雷同退火时光,把持冷却材退火后球化组织级别比空冷材级别高。碳化物颗粒大小均匀,散布弥散,所以把持冷却材的硬度低。
  把持冷却材的接触疲劳寿命比空冷材的高,原创表2中给出Φ50mmGCr15轴承钢水泠跟空冷退火材的接触疲劳寿命对比结果。
  因为Φ50mm轴承钢水冷退却火材的碳化物颗粒比空冷退却火材的碳化物颗粒渺小均匀,前者直径为0.53μm,而后者为0.63μm而碳化物颗粒均匀间隔分辨为1.28μm跟1.34μm。
三 轴承钢棒材论断
  GCr15轴承圆钢,直径在Φ34~55mm范畴内,采取适合的轧后疾速冷却工艺,可能降落状碳化物级别,使其小于2.5级。回收轴承由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。缩短球化退火时光可获得合乎YJZ-84标准的2~3级球化组织,所以,大断面轴承钢棒材采取轧后快冷工艺跟疾速球化退火工艺,无论从实际上或实际上都表明是一种进步的轧制生产工艺,应加以推广。