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軸承鋼裂紋缺點(diǎn)剖析與研討
中國軸承網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2015/11/26
以GCr15為代表的高碳鉻軸承鋼是軸承鋼中產(chǎn)值最大的鋼種，由于軸承的作業(yè)特點(diǎn)是接受強(qiáng)沖擊載荷和交變載荷，其作業(yè)環(huán)境惡劣，因而請求軸承鋼具有高且均勻的硬度、高接觸疲勞強(qiáng)度、杰出的耐性和必定的淬透性。近來某鋼廠在日常查驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)個(gè)別GCr15軸承鋼試樣呈現(xiàn)裂紋，為了找出裂紋發(fā)生的因素，研討人員進(jìn)行了具體的剖析與評(píng)論，為實(shí)踐出產(chǎn)供給了理論依據(jù)。
GCr15軸承鋼的化學(xué)成分見表1，熱軋態(tài)安排為細(xì)片狀珠光體+碳化物（Fe，Cr）3C，一般需經(jīng)球化退火，淬火+低溫回火熱處理，熱處理后安排為細(xì)小的隱晶馬氏體+滲碳體顆粒。
對(duì)裂紋缺點(diǎn)試樣進(jìn)行切開取樣，用標(biāo)樂磨拋機(jī)磨制拋光，用日本電子JSM-6490掃描電鏡對(duì)裂紋缺點(diǎn)進(jìn)行平面、橫截面觀察，采用牛津儀器OXFORD對(duì)裂紋內(nèi)進(jìn)行能譜成分剖析，采用日本島津EPMA-1720電子探針對(duì)裂紋及其鄰近進(jìn)行微區(qū)成分元素偏析剖析，然后用4%硝酸酒精腐蝕后進(jìn)一步觀察裂紋鄰近安排變化狀況。
金屬學(xué)理論一般以為晶界是強(qiáng)化元素，即晶界的鍵合力高于晶內(nèi)，只要在晶界被弱化時(shí)才會(huì)發(fā)生沿晶脆斷。一般狀況下，構(gòu)成晶界弱化的因素有幾個(gè)方面：一是晶界沉積相構(gòu)成的沿晶開裂，是由晶界的夾雜和第二相沉積構(gòu)成的，晶界上的分出相一般是不接連的，呈球狀、棒狀或樹枝狀，有時(shí)可掩蓋50%以上的晶界面積，晶界沉積相越多，開裂應(yīng)力越低。二是雜質(zhì)元素在晶界偏聚構(gòu)成沿晶脆斷，主要有元素周期表中的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族的主族元素，如Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te等。三是環(huán)境介質(zhì)浸蝕而致使的沿晶開裂，如銅脆、鎘脆等。四是高溫下的沿晶開裂，主要有焊接熱裂紋、磨削裂紋、蠕變開裂等。
從掃描電鏡、電子探針的裂紋內(nèi)成分剖析成果來看，排除了雜質(zhì)元素的偏聚影響，別的，所研討的試樣熱軋后僅經(jīng)退火工序，沒有經(jīng)過環(huán)境介質(zhì)的影響和高溫的促進(jìn)作用，也排除了第三、四種因素。經(jīng)剖析發(fā)現(xiàn)裂紋內(nèi)含有C、O、Cr、Si、Mn等元素，且Cr含量的反常偏高，說明晰晶界有下降晶界強(qiáng)度的腐蝕性物質(zhì)存在，從電子探針的面掃描成果能夠看出：晶界上Cr分出物的掩蓋率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50%的晶界面積，契合第一種狀況，即晶界上有沉積相構(gòu)成的沿晶開裂。因而，實(shí)驗(yàn)剖析的試樣裂紋應(yīng)是在煉鋼過程中部分高濃度的Cr塊未溶解而構(gòu)成的Cr偏析，能譜剖析成果C、Cr的成分份額挨近Cr23C6,在晶界構(gòu)成了相似不銹鋼中的富Cr的碳化物而弱化了晶界，致使沿晶裂紋的發(fā)生。
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