Page 26 - 理化检验-物理分册2021年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202110002

GCr15 钢轴承套圈表面脱碳层形成机理

胡伟勇 , 王 峰 , 黄 涛 , 薛 晶 , 梁小燕 , 郦 剑 2

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( 1. 浙江中集铸锻有限公司, 新昌 312500 ; 2. 浙江大学 材料科学与工程学院, 杭州 310027 )
摘 要: 根据相图热学平衡原理和不同气氛碳势的影响, 提出了 GCr15钢轴承套圈表面脱碳层
的形成过程和形成机理。结果表明: 炉内气氛碳势等于或大于 GCr15钢二相区平衡奥氏体碳含量
时, 获得正常显微组织; 随碳势降低, 套圈表面先出现半脱碳层, 显微组织变化表现为渗碳体数量减
少、 铁素体( 叠加原始铁素体) 增加及团块片状珠光体生成; 碳势继续降低后, 套圈由外到里生成全
脱碳层+半脱碳层。

关键词: GCr15钢; 相图; 轴承套圈; 球化退火; 脱碳; 碳势

中图分类号: TG156.26 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 10-0006-06

FormationMechanismofSurfaceDecarburizationontheSurfaceofGCr15

SteelBearin gRin g

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,
HU Wei y on g WANGFen g HUANGTao , XUEJin g LIANGXiao y an , LIJian 2
,
,

( 1.Zhe j ian gZhon gj iFoundr y&For g in gCo. , Ltd. , Xinchan g 312500 , China ;

2.SchoolofMaterialsScienceandEn g ineerin g , Zhe j ian gUniversit y , Han g zhou310027 , China )

Abstract : Accordin gtothep rinci p leofp hasedia g ramthermale q uilibriumandtheinfluenceofdifferent

atmos p herecarbonp otential , theformation p rocessandmechanismofdecarburizationla y eronthesurfaceofGCr15

steelbearin g rin gwerep utforward.Theresultsshowthatnormalmicrostructurewasobtainedwhenthecarbon

p otentialofatmos p hereinfurnacewase q ualtoor g reaterthanthecarboncontentofe q uilibriumausteniteintwo-

p hasezoneoftheGCr15steel.Withthedecreaseofcarbonp otential , asemi-decarburizedla y erfirsta pp earredon

thesurfaceofthebearin grin g , andthechan g eofthemicrostructurewascharacterizedb ythedecreaseofthe

numberofcementite , theincreaseofferrite ( su p erim p osedori g inalferrite ) andtheformationofa gg lomeratedflake

p earlite.Afterthecarbonp otentialcontinuestodecrease , afulldecarburizationla y er+semi-decarburizationla y er

wereformedfromtheoutsidetotheinsideofthebearin g .

Ke y words : GCr15steel ; p hasedia g ram ; bearin grin g ; s p heroidizin gannealin g ; decarburization ; carbon
p otential
球化退火是使珠光体中片状渗碳体球化而进行 敏感性等。球化退火后钢中常见的缺陷有脱碳、 球
的一种热处理, 球化退火后的显微组织是铁素体基 化不完全( 如局部会出现片状珠光体)、 碳化物颗粒
体上均匀分布球状渗碳体颗粒, 渗碳体形态细小、 均 粒径不均匀、 存在圆度差等。
匀且完全球化。工模具钢等采用球化退火工艺来改 轴承套圈在球化退火后最常见的缺陷是脱碳,
善其加工性能, 目的是降低硬度改善切削加工性能。 脱碳层深一旦超出公差许可范围, 会影响零件的服
球化退火处理还可以作为淬火处理前的预处理, 以 役性能。脱碳使得材料表层与心部的显微组织和线
减少加热冷却时的材料变形, 降低开裂倾向及过热 膨胀系数不同, 淬火时发生的相变体积变化更大而
增大内应力, 伴随其表层强度下降使淬火零件变形
甚至淬裂; 表层不能转变成淬火马氏体或马氏体转
收稿日期: 2021-04-09
变不完全, 使其硬度降低或生成淬火软点, 使用时降
作者简介: 胡伟勇( 1963- ), 男, 高级工程师, 主要从事金属材料
低轴承零件耐磨性, 易发生早期接触疲劳损坏。
热处理研究及管理工作, z j z _ huw y @163.com
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