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渗碳轴承钢的热处理规范及回火温度对表面硬化层的影响

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：几种典型的渗碳轴承钢热处理规范列于表6-13中。表6-13 几种常用渗碳轴承钢的热处理工艺表6-14 回火温度对表面硬化层的影响关于渗碳温度和时间与渗碳层深度的关系可以参考表6-15。

对于一些工作时要承受冲击载荷的轴承、截面尺寸较大的轴承，或要求工作表面具有高耐磨性、高抗疲劳性，而心部组织又要求有高强韧性的轴承零件需用渗碳轴承钢制造。常用的渗碳轴承钢是含碳量约0.15%的铬-镍合金钢和锰-铬合金钢。渗碳轴承钢制轴承经表面硬化处理后，其使用性能与高碳铬轴承钢制轴承十分相似，因此在寿命计算中无需区别，这一点已得到ISO组织的承认。

2.2.1 常用渗碳轴承钢应用举例

常用渗碳轴承钢应用举例如表6-12所示，其化学成分如表6-3所示。

表6-12 常用渗碳轴承钢应用举例

2.2.2 渗碳轴承钢的热处理

渗碳轴承钢的热处理视轴承的应用场合及对轴承性能的要求可以有多种选择，一般最常用的有直接淬火、一次淬火和二次淬火。几种典型的渗碳轴承钢热处理规范列于表6-13中。回火温度对硬化层的影响如表6-14所示。

表6-13 几种常用渗碳轴承钢的热处理工艺

表6-14 回火温度对表面硬化层的影响

关于渗碳温度和时间与渗碳层深度的关系可以参考表6-15。

表6-15 不同渗碳温度与时间对应的渗碳层深度（mm）

一般，轴承零件渗碳处理的技术要求（JB/T 8881）如下所述。

1）渗碳层深度如表6-16所示。

表6-16 各种轴承零件渗碳层深度要求（mm）

2）渗碳淬火后表面硬度应为61～66HRC，回火后应为58～64HRC；心部硬度一般大于30HRC，表面不允许有软点和硬度不均匀的现象。

3）渗层组织应由隐晶或细针马氏体和均匀分布的碳化物，以及少量残留奥氏体组成，不允许有粗大的碳化物网和明显可见的碳化物针。淬、回火后不允许有裂纹存在。

4）渗碳轴承零件淬、回火后渗层断口应为灰色瓷状细小晶粒断口；中心断口应为纤维状，不允许有粗大晶粒断口。

5）渗碳层表面碳含量（质量分数）应控制在0.8%～1.0%，过渡层碳浓度梯度要平缓。当淬硬层深度﹤2.3mm时，渗碳热处理后同一零件表面硬度差≤2HRC。

2.2.3 渗碳轴承钢的力学性能

国外几种主要渗碳轴承钢的力学性能如表6-17所示。

表6-17 国外几种主要渗碳轴承钢的力学性能

（续）

我国渗碳轴承钢的力学性能如表6-18所示。

表6-18 渗碳轴承钢用经热处理毛坯制成的试样测定钢材的纵向力学性能和退火后硬度值

注：1.G20CrNiMo的力学性能积累数据供参考。

2.表列力学性能系用φ15（25）mm热处理毛坯测定，适用于截面尺寸≤80mm²的钢材。