铬轴承钢及其热处理工艺技术

(2)影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素
① 碳的影响
对珠光体转变区来说，亚共析钢随钢中含碳量的增加， 而奥氏体更稳定;共析钢随钢中含碳量的增加，而奥氏体 稳定性减小。对贝氏体转变区来说，不论何种钢都随含碳 量的增加而大大增加其稳定性。一般认为铬轴承钢过冷奥 氏体的稳定性随奥氏体中碳浓度的增加而增大。
GCr15 钢连续冷却过程是由高温移向低温，故其转 变产物是不均匀的。不同冷却速度下连续冷却转变产物的 数量、性能不同。曲线 ⑩ 转变产物为 100％的珠光体。 曲线 ⑤ 通过珠光休区得到一部分珠光体（较细），随着 冷却的继续，过冷奥氏体在贝氏休区得到一部分贝氏体， 在 Ms 点以下又获得一部分马氏体。为此，曲线 ⑤ 得到 的组织是珠光休、贝氏体、马氏体和残余奥氏体.
3.过冷奥氏体连续冷却时的组织转变
钢在热处理操作中，其实际冷却过程往往是在连续冷 却条件下进行的。连续冷却也可以理解为是由无数个极短 时间等温转变的累积.
(1)连续冷却转变曲线
连续冷却时，奥氏体开始向珠光体、贝氏体的转变, 转变温度和时间较等温转变更低、更长。GCr15 钢过冷 奥氏休向珠光体转变温度由 600 ℃ 降至 530 ℃ 左右时， 转变时间也相应延长。GCr15SIMn钢在正常奥氏体化温 度下，由于合金元素的加入，使贝氏体转变更趋稳定。故 GCr15SIMn钢在连续冷却时，其转变产物只有珠光体转 变，而无贝氏体转变。 GCr15 钢 860 ℃ 奥氏体化后快冷 时的转变产物是珠光体和贝氏体的混合组织，当奥氏体化 温度提高到 1050 ℃后，连续冷却不发生贝氏体转变。 (2)连续冷却时的珠光体和贝氏体转变
1)由于铬的加入，降低了碳在奥氏休中的溶解度，因 此．共析点(S 点)的含碳量降低到0.65% ，而碳的最大溶 解度降低到1.5% (E 点)。
2)由于铬的加入，共析转变温度有所提高,且共析转变温 度是在一定范围内进行的(A1 ‘ 735 ℃ ~ A 1“765 ℃) . 珠光休、碳化物、奥氏体的三相平衡,其相成分不在一个 垂直截面内变化，而是在立休图上沿两曲面交线变化，故 垂直截面不能表示平衡相成分，也不能用杠杆定律求得各 相的相对量。
2.过冷奥氏体的等温转变
(1)等温转变
铬轴承钢过冷奥氏体等温转变曲线
从图中可以看出，等温转变图分为珠光体区和贝氏
体区。过冷奥氏体向珠光体转如 600℃ 稳定性最小。 GCr15 钢过冷奥氏休向贝氏体转变分别在 450℃ 、400 ℃ 稳定性最小，两类转变的最小稳定性时间大约相同 （约 10 秒）而 GCr15SIMn 钢，贝氏体的最小稳定时间 大约在 5 分左右.
③ 原始组织的影响
珠光体中原始碳化物颗粒越细小，分布越均匀，那 么加热时就越易溶解。奥氏体中合金成分均匀化程度提高， 奥氏体稳定性增加。
(3)等混转变产物
过冷奥氏体按其等温转变温度的不同，其转变产物分 有三种组织类型.在 350 ℃ 以下进行等温，转变产物为具 有针状的下贝氏体Baidu Nhomakorabea在 400~500 ℃ 进行等温转变,产物为 具有羽毛状的上贝氏体。等温转变温度高于 520 ℃ 时, GCr15 钢只发生珠光休类型的转变.
第八章 铬轴承钢及其热处理 第一节 铬轴承钢
一、对铬轴承钢要求 1.高的接触疲劳强度 2.高的耐磨性 3.高的弹性极限 4.高的硬度 5.一定的韧性 6.良好的尺寸稳定性 7.良好的工艺性能 二、铬轴承钢的生产过程以及品种规格(略) 三、铬轴承钢的化学成分及其适用范围(略) 四、合金元素在轴承钢中的作用(略) 五、铬轴承钢的性能(略) 六、铬轴承钢的材料缺陷(略)
第二节 铬轴承钢热处理基础
一、 Fe-Cr -C 三元合金状态图态
铬抽承钢，是在含碳为 1 ％的碳钢（过共析）中加入 1.5％左右的铬。此外， GCr15SIMo钢中还有合金元素硅 和锰，它们对子 Fe-F e 3C 状态图必将产生影响。 Fe-Cr -C三元合金状态图是立休图，研究比较复杂。为此，以铬 的浓度保持恒定，取成分接近 GCr15 钢的垂直截面，简 化为二元状态图的形式。为了便于讨论，把这个垂直截面 的某些特性点，也用Fe-F e 3C F状态图中类似点的同样 字母来表示，其差别在于：
3) 由于铬的加入，GS 线降低,Es 线左移，故 区缩小,
固相线JE降低,使加热时出现过烧的温度较碳钢低.
二、铬轴承在加热时的组织转变
1 ．奥氏体的形成
G c r 型铬轴承承钢在实际加热条下，提高了珠光体向 奥氏体转变的开始温度，并且温度范围随等温转变的保温 时间或连续加热速度而变化。
2.碳化物的溶解
GC r15钢中的碳化物质点在奥氏体中溶解时,当碳化 物的质点大小不同时,溶解的线速度是相同的.在溶解过程 中,未熔碳化物相中的铬与含量相同的退火钢中的碳化物 相中的铬无明显区别,与奥氏体温度无关.
3.奥氏体的均匀化
在实际加热情况下，由于加热速度较快，碳化物相 的溶解速度和在奥氏体中碳的扩散的影响使奥氏体中的碳 产生明显的不均匀性 ·为此，要使奥氏体成分均匀,就必 须加热到更高的温度和保证充足的保温时间.
4. ．奥氏体晶粒的长大加热温度
在未溶碳化物相区晶粒长大较慢，而在高温单奥氏 体相区晶粒长大较快，因为在高温区内碳化物质点对晶界 迁移的阻碍作用消失。
三、铬轴承钢冷却时的组织转变
1.无限缓慢冷却时的组织转变
当铬轴承钢从加热至均匀奥氏体状态冷如到 Acm时， 从富集碳和铬的奥氏体晶界处开始析出二次碳化物并沿晶 界分布（呈网伏）。冷至A 1 ‘ ’时，发生共析转变。 随着温度的不断下降，奥氏体不断向珠光体转变，奥氏体 数量不断减少，珠光体数量不断增加。当温度达 A 1 ‘ 时，奥氏体全部转化为珠光体。值得注意的是，在温 度A 1 ’ ~ A 1 ‘ ’范围内的某一温度停留都对应着一 定量的奥氏体和珠光体，但具相对数量不能用杠杆定律来 求得。
② 合金元絮的影响
铬、锰和硅都是增大过冷奥氏体的稳定性元素，使 C 曲线右移。铬是形成碳化物的元素，它还将使 C 曲线珠 光体转变区稳定性最小温度提高到 650 ℃ 。值得提醒的 是，过冷奥氏体在向珠光体和贝氏体转变前，先析出碳化 物(图8-9虚线部分)甚至在淬火过程中，也不能防止过剩碳 化物的析出。