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                    軸承常識
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                    軸承鋼棒材試驗方法、試驗結果與分析

                    時間:2021-05-03 07:25 來源:未知 作者:admin
                    軸承回收公司(www.cf9580.net)講解:軸承鋼棒材實驗方法,軸承鋼棒材實驗結果與剖析。
                    一 軸承鋼棒材實驗方法
                      實驗是在畸形生產軋制前提下進行的,實驗用料為GCr15軸承鋼,化學成分注:實驗用鋼為Φ55mm圓鋼。
                      在畸形軋制前提下,Φ50mmGCr15軸承圓棒材切成定尺后橫移,經一次跟二次水冷器的疾速冷卻。鋼材開端水冷時,最低溫度為860~870℃,最高溫度為920℃左右。圓鋼經2次快冷的斷面溫度曲線如原創圖1所示。圓鋼名義溫度為920℃時進入1#水冷器,出水冷器名義溫度降落到400~500℃,經一定時光后,鋼溫返紅到600~700℃,進入2#水冷器進行二次冷卻。出2#水冷器鋼材名義溫度個別在400~460℃,經輥道到收集臺鋼溫回升到550~650℃,而后鋼溫降落。實驗結果表明,每次在水冷器中快冷時,鋼材名義溫度不應低于300℃,以避免在鋼材名義形成馬氏體組織。
                      同一軋制工藝制度所軋制的空冷材跟把持冷卻材在連續退火爐中退火或模仿連續退火制度進行球化退火。并進行組織跟機能對比。
                    二 軸承鋼棒材實驗結果與剖析
                      1 冷卻水壓與鋼材返紅溫度對組織的影響
                      Φ50mm圓棒材水冷后的名義最高返紅溫度與冷卻水水壓關聯如原創圖2所示(885℃開端水冷)。當走鋼速度一定時,隨冷卻水水壓的加大,鋼材返紅溫度降落,冷卻才干加大。
                      實驗結果表明,當鋼溫為885℃開端快冷時,僅采取一次快冷,其鋼材返紅溫度達到780℃,經金相與電鏡考試,可能看到在圓斷面的邊部跟1/4直徑處得到片狀跟變態珠光體跟少量狀碳化物,而中心部位則為細片狀珠光體及狀碳化物。經過二次快冷的軸承鋼棒,返紅最高溫度為630~660℃,其邊部跟直徑1/4處為變態索氏體跟一些球狀或半球狀的碳化物。個別處所有極細極薄的狀碳化物。心部組織為斷續的細片狀珠光體、索氏體、有少量細的狀碳化物。
                      2 冷卻水壓對軸承鋼棒材狀碳化物的影響
                      以Φ55mm軸承鋼圓棒材為例,870℃開端快冷隨水壓增加,金相試樣狀碳化物級別降落,但變更不大。狀碳化物級別均小于2.5級(YJZ-84),狀個別在心部呈現。
                      3 開端冷卻溫度對棒材狀碳化物的影響
                      實驗表明,隨開端冷卻溫度進步,狀碳化物級別降落,在875℃溫度以上,開端冷卻溫度對狀碳化物析出影響不太明顯,這是因為在變形前提下軸承鋼中狀碳化物析出溫度在960~700℃之間,在高溫時析出數量比較少,至700~750℃溫度范疇,碳化物析出最為激烈。假如從較高的軋后鋼材溫度快冷,就可能克制在這一溫度區間的碳化物析出。
                      因此,如軋后破即進行一次水冷,將棒材冷卻到800℃以上,可能避免晶粒長大,進一步細化變形奧氏體晶粒。因為變形促使碳化物析出溫度Arcm進步,經快冷后使Arcm溫度降落,使碳化物析出數量減少。同時因為奧氏體晶粒細化,使碳化物析出疏散、變薄。再進行二次快冷時,可將鋼溫降落至650℃以下,則可能禁止狀碳化物進一步析出。
                      假如一次疾速冷卻后返紅溫度正處在碳化物激烈析出的溫度區間,又不破即進行二次冷卻,使鋼棒在這一溫度區間慢冷,則會得到粗大的狀碳化物組織。
                      4 軋后疾速冷卻的結束溫度對狀碳化物級別的影響
                      軋后疾速冷卻的結束溫度是極為重要的工藝參數,它決定了不同斷面尺寸鋼材的冷卻后的自身返紅溫度的高低。在軋制Φ34~55mm軸承鋼棒材軋后快冷到名義溫度為450~500℃比較適合,經返紅后其鋼溫可能把持在550~650℃范疇,而后空冷,可能得到比較幻想的組織。
                      大斷面的圓鋼必須采取屢次冷卻工藝,同時在兩次水冷之間應相隔一定時光,達到鋼材名義返紅的目標,并為下一次冷卻做準備,返紅溫度的高低取決于所請求的把持冷卻工藝制度。
                      例如軋制Φ55mmGCr15軸承鋼棒材,當開端冷卻溫度為893℃,經一次冷卻后鋼材返紅溫度為690℃,二次冷卻后返紅溫度為640℃。鋼材在893~700℃之間冷卻速度較快,內外溫差較小,克制了碳化物析出。軋后試樣的狀碳化物級別為2.5級,并且內外比較均勻。另一軋件開端冷卻溫度為925℃,經一次水冷后返紅溫度為760℃,二次水冷后最高返紅溫度為680℃,因為在一次水冷到二次開冷間在700~760℃停留一定時光,正處在碳化物激烈析出溫度,因此沿斷面的狀碳化物級別均達到4級。
                      5 把持冷卻工藝對球化退火工藝的影響
                      軋后破即快冷的目標除了降落狀碳化物級別外,另一重要目標是避免變形后的奧氏體晶粒長大,相變后形成粗大珠光體球團,同時增大過冷度降落Arcm跟Ar1的溫度,以減少珠光體的片層間距尺寸,并可形成退化珠光體跟退化索氏體,有利于疾速球化,縮短球化退火時光。
                      實驗中研究了GCr15軸承鋼把持冷卻材跟空冷材球化退火工藝,并進行了比較。
                      球化退火所用把持冷卻材是采取不同控冷前提下的鋼材作為實驗料以及空冷實驗料,其控冷工藝如下:
                     ?。?)經二次水冷后返紅溫度分辨為630℃、640℃跟660℃3種控冷材。
                     ?。?)經一次水冷后返紅溫度為780℃水冷材。回收軸承由于制造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,最長的相對壽命為4單位,最短的為0.1-0.2單位,最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命。
                     ?。?)空冷材。
                      以上3類鋼材其軋制工藝雷同,球化退火實驗是在98m長的連續退火爐中,按不同走鋼速度進行球化退火。為了轉變球化退火的各段溫度制度,用箱式電加熱爐,按連續式加熱爐的各段溫度制度及不同走鋼速度模仿連續爐球化退火工藝。爐內走鋼速度分辨為3m/
                      H、4m/
                      H、5m/
                      H、6m/h跟7m/h。
                      實驗結果可見,空冷材在大于4m/h走鋼速度球化退火不能得到及格球化組織。采取返紅溫度為630℃的把持冷卻材,其走鋼速度從5m/h到7m/h進行球化退火卻可能得到及格球化組織(2~2.5級)。相反,假如仍按3m/h走鋼速度對水冷后鋼材進行退火時,其球化組織粗化,達到3.5~6級。水冷后返紅溫度高于640℃時,走鋼速度大于5m/h,球化后球化組織不及格(小于2級)。實驗表明,水冷材球化退火時光比空冷材的球化退火時光亮顯縮短。
                      實驗計劃中,將球化退火的加熱溫度由820℃降到800℃,并且將爐尾690℃、660℃兩段縮短停留時光,由原來每段1h37min縮短到39min。加快冷卻速度。當走鋼速度為5m/h,總退火時光為6h38min;走鋼速度為6m/h總退火時光為5h38min;走鋼速度為7m/h,總退火時光為4h46min。
                      結果表明,空冷材以5m/h以上走鋼速度球化退火組織都在2級以下,一次冷卻后的水冷材僅以5m/h走鋼速度球化退火的球化組織為2級?;厥蛰S承由于制造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,最長的相對壽命為4單位,最短的為0.1-0.2單位,最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命。而二次冷卻后的水冷材以6m/h走鋼速度球化退火仍可得到及格的球化組織。返紅溫度為630℃的退火前預組織較好,即便以7m/h走鋼速度球化,球化組織也為2級。
                      因為軋后把持冷卻材的組織為變態索氏體跟片層間距比較薄的珠光體。在球化退火時碳原子擴散行程短,碳化物輕易溶斷,溶斷后殘存的碳化物質點數量多,為降溫進程碳化物析出供給了更多的部位,就可能采取較疾速度冷卻。同時,片層間距小,片層之間的界面相應增多,界面能增加,也起到加速原子擴散,加速球化退火的作用。軋后把持冷卻材中,珠光體中滲碳體呈斷續狀,甚至成為半球狀,有利于球化進程,縮短球化時光。
                      6 把持冷卻對軸承鋼棒材機能的影響
                      把持冷卻材跟空冷材退火后的硬度隨球化走鋼速度的進步而升高,如原創圖3所示。在同一走鋼速度前提下,把持冷卻材比空冷材硬度降落,因為隨走鋼速度進步,退火時光縮短,鋼材球化組織級別降落,所以鋼材的硬度升高,而把持冷卻材比空冷材輕易球化,雷同退火時光,把持冷卻材退火后球化組織級別比空冷材級別高。碳化物顆粒大小均勻,散布彌散,所以把持冷卻材的硬度低。
                      把持冷卻材的接觸疲勞壽命比空冷材的高,原創表2中給出Φ50mmGCr15軸承鋼水泠跟空冷退火材的接觸疲勞壽命對比結果。
                      因為Φ50mm軸承鋼水冷退卻火材的碳化物顆粒比空冷退卻火材的碳化物顆粒渺小均勻,前者直徑為0.53μm,而后者為0.63μm而碳化物顆粒均勻間隔分辨為1.28μm跟1.34μm。
                    三 軸承鋼棒材論斷
                      GCr15軸承圓鋼,直徑在Φ34~55mm范疇內,采取適合的軋后疾速冷卻工藝,可能降落狀碳化物級別,使其小于2.5級?;厥蛰S承由于制造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,最長的相對壽命為4單位,最短的為0.1-0.2單位,最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命??s短球化退火時光可獲得合乎YJZ-84標準的2~3級球化組織,所以,大斷面軸承鋼棒材采取軋后快冷工藝跟疾速球化退火工藝,無論從實際上或實際上都表明是一種進步的軋制生產工藝,應加以推廣。
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