1 影響軸承壽命的質(zhì)料成分 

轉(zhuǎn)動軸承的早期無效形式，主要有碎裂、塑性變形、磨損、侵蝕和委靡，在平常條件下主要是接觸委靡。軸承零件的無效除了入伍條件以外，主要受鋼的硬度、強度、韌性、耐磨性、抗蝕性和內(nèi)應(yīng)力狀況制約。影響這些性能和狀況的主要內(nèi)涵成分好似下幾項。

1．1淬火鋼中的馬氏體

高碳鉻鋼原始構(gòu)造為粒狀珠光體時，在淬火低溫回火狀況下，淬火馬氏體含碳量，明顯影響鋼的力學(xué)性能。強度、韌性在0.5％左右，接觸委靡壽命在0.55％左右，抗壓潰才氣在0.42％左右，當(dāng)GCr15鋼淬火馬氏體含碳量為0.5％～0.56％時，可以獲得抗無效才氣非常強的概括力學(xué)性能。

應(yīng)該指出，在這種情況下獲得的馬氏體是隱晶馬氏體，測得的含碳量是平均含碳量?，F(xiàn)實上，馬氏體中的含碳量在微區(qū)內(nèi)是不勻稱的，湊近碳化物四周的碳濃度高于闊別碳化物原鐵素體片面，于是它們開始產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度不同，從而抑制了馬氏體晶粒的長大和顯微形態(tài)的顯示而成為隱晶馬氏體。它可避免高碳鋼淬火時易出現(xiàn)的顯微裂紋，并且其亞布局為強度與韌性均高的位錯型板條狀馬氏體。所以，惟有當(dāng)高碳鋼淬火時獲得中碳隱晶馬氏體時軸承零件才可能獲得抗無效才氣非常佳的基體。

1．2淬火鋼中的殘留奧氏體

高碳鉻鋼經(jīng)平常淬火后，可含有8％～20％Ar（殘留奧氏體）。軸承零件中的Ar有益也有弊，為了興利除弊，Ar含量應(yīng)得當(dāng)。因為Ar量主要與淬火加熱奧氏體化條件相關(guān)，它的幾許又會影響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數(shù)目，較難jq反映Ar量對力學(xué)性能的影響。為此，固定奧氏條件，行使奧氏體體化熱穩(wěn)定化處分工藝，以獲得不同Ar量，在此研究了淬火低溫回火后Ar含量對GCr15鋼硬度和接觸委靡壽命的影響。跟著奧氏體含量的增加，硬度和接觸委靡壽命均隨之而增加，到達(dá)峰值后又隨之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出現(xiàn)在17％Ar左右，而接觸委靡壽命峰值出現(xiàn)在9％左右。當(dāng)實驗載荷減小時，因Ar量增加對接觸委靡壽命的影響減小。這是因為當(dāng)Ar量不多時對強度降低的影響不大，而增韌的好處則相對明顯。緣故是載荷較小時，Ar產(chǎn)生少量變形，既消減了應(yīng)力峰，又使已變形的Ar加工強化和產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變而強化。但如載荷大時，Ar較大的塑性變形與基體味局部產(chǎn)生應(yīng)力密集而碎裂，從而使壽命降低。應(yīng)該指出，Ar的有益好處務(wù)必是在Ar穩(wěn)定狀況之下，若自覺轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，將使鋼的韌性急劇降低而脆化。

1．3淬火鋼中的未溶碳化物

淬火鋼中未溶碳化物的數(shù)目、描寫、大小、分布，既受到鋼的化學(xué)成分和淬火前原始構(gòu)造的影響，又受奧氏體化條件的影響，相關(guān)未溶碳化物對軸承壽命的影響研究較少。碳化物是硬脆相，除了對耐磨性有益以外，承載時因會（特別是碳化物呈非球形）與基體惹起應(yīng)力密集而產(chǎn)生裂紋，從而會降低韌性和委靡抗力。淬火未溶碳化物除了本身對鋼的性能產(chǎn)生影響以外，還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及分布，從而對鋼的性能產(chǎn)生附加影響。為了揭示未溶碳化物對性能的影響，接納不同含碳量的鋼，淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量相像而未溶碳化物含量不同的狀況，經(jīng)150℃回火后，因為馬氏體含碳量相像，并且硬度較高，于是未溶碳化物少量增高對硬度增高值不大，反映強度和韌性的壓潰載荷則有所降低，對應(yīng)力密集敏感的接觸委靡壽命則明顯降低。所以淬火未溶碳化物過量對鋼的概括力學(xué)性能和無效抗力是有害的。得當(dāng)降低軸承鋼的含碳量是進步制件應(yīng)用壽命的途徑之一。

淬火未溶碳化物除了數(shù)目對質(zhì)料性能有影響以外，尺寸、描寫、分布也對質(zhì)料性能產(chǎn)生影響。為了避免軸承鋼中未溶碳化物的風(fēng)險，要求未溶碳化物少（數(shù)目少）、小（尺寸?。颍ù笮』ハ嘞嗖罘浅Ｐ?，并且分布勻稱）、圓（每粒碳化物皆呈球形）。應(yīng)該指出，軸承鋼淬火后有少量未溶碳化物是須要的，不但可以保持足夠的耐磨性，并且也是獲得細(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件。

1．4淬火回火后的殘留應(yīng)力

軸承零件經(jīng)淬火低溫回火后，仍具備較大的內(nèi)應(yīng)力。零件中的殘留內(nèi)應(yīng)力有益和弊兩種狀況。鋼件熱處分后，跟著表面殘留壓應(yīng)力的增大，鋼的委靡強度隨之增高，反之表面殘留內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時，則使鋼的委靡強度降低。這是因為零件的委靡無效出現(xiàn)在蒙受過大拉應(yīng)力的時候，當(dāng)表面有較大壓應(yīng)力殘余時，會對消同等數(shù)值的拉應(yīng)力，而使鋼的現(xiàn)實蒙受拉應(yīng)力數(shù)值減小，使委靡強度極限值增高，當(dāng)表面有較大拉應(yīng)力殘余時，會與蒙受的拉應(yīng)力載荷疊加而使鋼的現(xiàn)實蒙受的拉應(yīng)力明顯增大，即便委靡強度極限值降低。所以，使軸承零件淬火回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，也是進步應(yīng)用壽命的錯失之一（固然過大的殘留應(yīng)力可能惹起零件的變形乃至開裂，應(yīng)給予足夠正視）。

1．5鋼的雜質(zhì)含量

鋼中的雜質(zhì)包含非金屬同化物和有害元素（酸溶）含量，它們對鋼性能的風(fēng)險往往是互相助長的，如氧含量越高，氧化物同化物就越多。鋼中雜質(zhì)對力學(xué)性能和制件抗無效才氣的影響與雜質(zhì)的范例、性質(zhì)、數(shù)目、大小及形狀相關(guān)，但平時都有降低韌性、塑性和委靡壽命的好處。 

跟著同化物尺寸的增大，委靡強度隨之而降低，并且鋼的抗拉強度越高，降低趨向加大。鋼中含氧量增高（氧化物同化增加），彎曲委靡和接觸委靡壽命在高應(yīng)力好處下也隨之降低。所以，對于在高應(yīng)力下工作的軸承零件，降低制造用鋼的含氧量是須要的。少許研究表明，鋼中的MnS同化物，因形狀呈橢球狀,并且能夠包裹風(fēng)險較大的氧化物同化,故其對委靡壽命降低影響較小乃至還可能有益,故可從寬掌握。

2 影響軸承壽命的質(zhì)料成分的掌握

為了使上述影響軸承壽命的質(zhì)料成分處于非常佳狀況，開始需求掌握淬火前鋼的原始構(gòu)造，可以采取的技術(shù)錯失有：高溫（1050℃）奧氏體化速冷至630℃等溫正火獲得偽共析細(xì)珠光體構(gòu)造，或者冷至420℃等溫處分，獲得貝氏體構(gòu)造。也可接納鍛軋余熱快速退火，獲得細(xì)粒狀珠光體構(gòu)造，以包管鋼中的碳化物微細(xì)和勻稱分布。這種狀況的原始構(gòu)造在淬火加熱奧氏體化時，除了溶入奧氏體中的碳化物外，未溶碳化物將聚集成細(xì)粒狀。

當(dāng)鋼中的原始構(gòu)造必然時，淬火馬氏體的含碳量（即淬火加熱后的奧氏體含碳量）、殘留奧氏體量和未溶碳化物量主要取決于淬火加熱溫度和保持時間，跟著淬火加熱溫度增高（時間必然），鋼中未溶碳化物數(shù)目削減（淬火馬氏體含碳量增高）、殘留奧氏體數(shù)目增加，硬度則先跟著淬火溫度的增高而增加，到達(dá)峰值后又跟著溫度的抬高而降低。當(dāng)淬火加熱溫度必然時，跟著奧氏體化時間的延伸，未溶碳化物的數(shù)目削減，殘留奧氏體數(shù)目增加，硬度增高，時間較長時，這種趨向減緩。當(dāng)原始構(gòu)造中碳化物微細(xì)時，因碳化物易于溶入奧氏體，故使淬火后的硬度峰移向較低溫度和出現(xiàn)在較短的奧氏體化時間。 

綜上所述，GCrl5鋼淬火后未溶碳化物在7％左右，殘留奧氏體在9％左右（隱晶馬氏體的平均含碳量在0．55％左右）為非常佳構(gòu)造組成。并且，當(dāng)原始構(gòu)造中碳化物微細(xì)，分布勻稱時，在靠得住地掌握上述水平的顯微構(gòu)造組成時，有益于獲得高的概括力學(xué)性能，從而具備高的應(yīng)用壽命。應(yīng)該指出，具備微細(xì)彌散分布碳化物的原始構(gòu)造，淬火加熱保溫時，未溶的微細(xì)碳化物集聚集長大，使其粗化。所以，對于具備這種的原始構(gòu)造軸承零件淬火加熱時間不宜過長，接納快速加熱奧氏體化淬火工藝，將可獲得更高的概括力學(xué)性能。 

為了使軸承零件淬回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，可在淬火加熱時通入滲碳或滲氮的空氣，進行短時間的表面滲碳或滲氮。因為這種鋼淬火加熱時奧氏體現(xiàn)實含碳量不高，遠(yuǎn)低于相圖上示出的平均濃度，所以可以吸碳（或氮）。當(dāng)奧氏體含有較高的碳或氮后，其Ms降低，淬火時表層較內(nèi)層和心部后產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了較大的殘留壓應(yīng)力。GCrl5鋼以滲碳空氣和非滲碳空氣加熱淬火(均經(jīng)低溫回火)處分后,經(jīng)接觸委靡實驗可以看出，表面滲碳的壽命比未滲碳的進步了1.5倍。其緣故即是滲碳的零件表面具備較大的殘留壓應(yīng)力。

3 論斷

影響高碳鉻鋼轉(zhuǎn)動軸承零件應(yīng)用壽命的主要質(zhì)料成分及掌握程度為：

（1）鋼在淬火前的原始構(gòu)造中的碳化物要求微細(xì)、彌散?？山蛹{高溫奧氏體化630℃、或420℃高溫,也可行使鍛軋余熱快速退火工藝來實現(xiàn)。

（2）對于GCr15鋼淬火后，要求獲得平均含碳量為0.55％左右的隱晶馬氏體、9％左右Ar和7％左右呈勻、圓狀況的未溶碳化物的顯微構(gòu)造。可行使淬火加熱溫度和時間來掌握獲得這種顯微構(gòu)造。

（3）零件淬火低溫回火后要求表面殘留有較大的壓應(yīng)力，這有助于委靡抗力的進步。可接納在淬火加熱時進行表面短時間滲碳或滲氮的處分工藝，使得表面殘留有較大的壓應(yīng)力。

（4）制造軸承零件用鋼，要求具備較高的純凈度，主要是削減O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量?？山蛹{電渣重熔，真空冶煉等技術(shù)錯失使質(zhì)料含氧量≤15PPM為宜。http://www.zsdyzc.com