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        熱處理工藝對20Cr14Co12Mo5軸承鋼力學性能的影響

        文章出處:青島豐東熱處理責任編輯:熱處理設備小編查看手機網址
        掃一掃!熱處理工藝對20Cr14Co12Mo5軸承鋼力學性能的影響掃一掃!
        人氣:-發表時間:2015-12-17 09:00【

        隨著國內外航空航天技術的發展,軸承材料面臨著高轉速、高赫茲應力、耐溫、耐蝕及減重等需求,對軸承材料各方面性能的要求越來越高,特別是強韌性能直接導致超高強度軸承、齒輪鋼的迅速發展,新一代高強度、超高強度軸承、齒輪鋼都采用二次硬化原理設計。20Cr14Co12Mo5軸承鋼采用低碳馬氏體和二次硬化機理設計,具有較高的抗拉強度、斷裂韌性和耐腐蝕性能以及一定的耐熱性能。如何熱處理,對試驗鋼的力學性能具有十分重要的作用,斯洛文尼亞的V.LESKOVSEK提出的回火后進行深冷處理硬度略有提高,再進行一次回火硬度基本不變,使得試驗鋼在二次回火后韌性增加的同時,表面硬度也能夠達到要求。鋼鐵研究總院結構材料研究所的科研人員研究了20Cr14Co12Mo5高性能軸承鋼的熱處理工藝對組織和強韌性能的影響規律。

        試驗用20Cr14Co12Mo5鋼主要成分見表1,經過VIM+VAR處理后,鑄成100kg鋼錠,高溫鍛壓成φ20mm的棒料。用HR150A型洛氏硬度計測試硬度,每個試樣為5個點硬度值的平均值;拉伸試樣尺寸(mm)為φ5×65的標準樣,每個數據為3個試樣的平均值;沖擊試樣的尺寸(mm)為10×10×55,U型缺口;斷裂韌性試樣尺寸(mm)為20×40×180,斷裂韌性試驗在MTS880萬能力學試驗機上進行。20Cr14Co12Mo5軸承鋼分別以1050℃、1080℃、1100℃溫度淬火,在冷處理后采用回火的溫度為500℃,回火時間為3h;在1100℃淬火處理和冷處理后,分別采用490℃×2h,490℃×3h,500℃×3h的回火制度。

        試驗鋼化學成分表

        試驗結果如下:

        1)雙真空超潔凈熔煉初步研制出一種20Cr14Co12Mo5超高強韌性、耐熱耐蝕軸承鋼,通過控制相轉變,達到Rm為1840MPa,Rp0.2為1410MPa,A為17%,Z為62.5%,Aku為75J•cm-2,KIc為108MPa•m1/2等。

        2)通過分析軸承鋼強度與韌性變化特征,發現固溶強化、超細化馬氏體板條、細小而彌散分布的強化相Laves相和M2C、M23C6等碳化物與少量殘余奧氏體是軸承鋼強韌化的重要因素。

        3)通過分析熱處理不同工序對硬度與沖擊韌性的影響,發現冷處理對鋼的硬度和沖擊韌性影響顯著;第一次回火顯著增加材料硬度,而對沖擊韌性影響較小。

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