Page 28 - 理化检验-物理分册2021年第十期

胡伟勇, 等: GCr15钢轴承套圈表面脱碳层形成机理

除了前述三元相图变温截面不能使用杠杆定律进
行分析的困难外, 还存在以下可行性理由: 除铬元素
外, 二者其他主要元素含量相同, 如表1所示; GCr15钢
和 T10A钢临界温度基本接近, 如表2所示。

3 T10A 钢正常球化退火

图4a ) 为铁碳相图, 图4b ) 是考察工件表层深度
为λ 时碳元素的分布状态。正常球化退火时, 把

T10A 钢加热到 KP 直线表示的温度( ~790℃ )
( w C=1.0% , 记作O ), 进入奥氏体+渗碳体二相区保
图3 Fe-Cr-C三元相图 温适当时间缓冷至650℃出炉。奥氏体与渗碳体相

Fi g 3 Fe-Cr-Cternar yp hasedia g ram
邻界面平衡浓度根据相图可知为L 点。
表1 GCr15钢和 T10A钢的化学成分( 质量分数)

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofGCr15steelandT10Asteel massfraction %
钢号 C Si Mn P S Cr
GCr15 0.95~1.05 0.15~0.35 0.25~0.45 ≤0.025 ≤0.025 1.40~1.65
T10A 0.95~1.04 ≤0.40 ≤0.35 ≤0.020 ≤0.030 -

图4 T10A钢正常球化退火时的碳元素分布状态

Fi g 4 DistributionstateofcarbonelementofT10Asteeldurin g normals p heroidizin g annealin g a Fe-Cp hasedia g ram

b distributionstateofcarbonelement
表2 GCr15钢和 T10A钢的临界温度 扩散, 工件中奥氏体平均含碳量始终维持与L 点相

Tab 2 Criticaltem p eraturesofGCr15steelandT10Asteel ℃ 同。渗碳体球化碳元素扩散驱动力仅仅为片状渗碳
钢号 A c1 A r1 A cm 体各部位曲率不同而产生的表面张力差, 渗碳体曲
GCr15钢 735~765 700 900 率大的部位表面发生收缩, 曲率小的部位表面扩张,
T10A 钢 730 700 800 使得片状渗碳体发生断裂、 渗碳体尖端部位和小颗
粒渗碳体溶入奥氏体中, 沿表面张力场的方向扩散,
正常球化处理时炉内气氛碳势θ 保持与L 点 沉积到 渗 碳 体 小 曲 率 表 面, 最 终 实 现 渗 碳 体 球
含碳量相同或略高, 工件和炉气之间不发生碳元素 化 [ 4-5 ] 。 GCr15钢正常球化退火后的显微组织如图
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