保温工艺对G20CrNi2Mo轴承钢带状组织的影响

G20CrNi2Mo轴承钢工件易出现带状组织,降低其疲劳性能和服役寿命。为掌握带状组织的形成原因和消除方法,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子背散射衍射(EBSD)等表征分析了保温工艺对G20CrNi2Mo轴承钢带状组织成分和结构的影响。结果表明:G20CrNi2Mo轴承钢形成带状组织的原因是C元素的偏析,部分区域贫C导致其马氏体相变所需的临界冷却速率增加,随后在锻造冷却时此区域先共析形成了铁素体带;通过高温长时保温可以促进C元素的扩散,进而消除带状组织。对于渗碳/氮热处理过程,当处理温度≥820℃时,带状组织可完全消除。而当处理温度≤820℃时,可通过940℃保温3 h的正火预处理将带状组织提前消除,其在后续的渗碳/氮热处理过程中不再出现。

自耗电极冶金质量对G20CrNi2Mo轴承钢电渣锭洁净度的影响

研究了G20CrNi2Mo轴承钢电渣重熔过程自耗电极对电渣锭洁净度的影响。结果表明,电渣锭洁净度与自耗电极的冶金质量有较大的相关性。随着自耗电极氧含量的升高,电渣锭氧含量呈升高趋势。通过扫描电镜-能谱仪分析发现,氧含量较高的自耗电极中低熔点CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物数量比低氧含量自耗电极的要多。由于低熔点夹杂物与钢液的界面能较低,限制了其在电渣重熔过程中的去除效率,从而导致电渣锭氧含量较高。通过电弧炉出钢高拉碳操作,氧含量低于0. 002 0%的锭子数量占到总量的90%以上。

二次淬火温度对G20CrNi2Mo轴承钢力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、冲击试验等分析二次淬火温度对G20CrNi2Mo轴承钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在780~860℃二次淬火温度范围内,晶粒尺寸随着温度的升高而减小,三种不同淬火温度下G20CrNi2Mo轴承钢基体组织均为马氏体组织,且马氏体组织板条尺寸随淬火温度升高而逐渐细化;对不同二次淬火温度下经170℃回火后的G20CrNi2Mo渗碳轴承钢试样进行力学性能检测,发现屈服强度和抗拉强度在860℃最大,分别为1212.5MPa和1431MPa,室温冲击韧性和伸长率在二次淬火温度为780℃时最高,达到121.50J和16%;三种不同淬火温度下洛氏硬度值大于40HRC,残余奥氏体含量≤1.0%,均达到轴承钢的应用要求;二次淬火温度为820℃时强韧性匹配最好。

渗碳淬回火工艺对G20CrNi2Mo钢组织与性能的影响

以G20CrNi2Mo渗碳轴承钢为研究对象,通过扫描电镜及光学显微镜分析不同热处理工艺下的组织及硬度差异,并借助摩擦磨损试验机研究其耐磨性能的变化。结果表明,G20CrNi2Mo轴承钢渗碳后经过不同淬火及回火工艺,其硬度和耐磨性能均有了明显提高,其中,二次淬火后的组织为细小的马氏体和均匀细小的颗粒碳化物,以及少量的残留奥氏体;二次淬火后经过回火处理,200℃低温回火的组织性能最优,组织为回火马氏体,其硬度值为62. 3 HRC,磨损量为12. 9 g。