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分析一下深冷處理對(duì)GCr15軸承鋼綜合力學(xué)性能的影響
GCr15是一種過(guò)共析高碳鉻軸承鋼。隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)其綜合力學(xué)性能的要求越來(lái)越高，相關(guān)的研究和討論也很多。讓我們來(lái)了解一下不同時(shí)間的深冷處理對(duì)GCr15軸承鋼綜合力學(xué)性能的影響。
通過(guò)雙精煉工藝，GCr15鋼的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性分別提高了29.7%、和35%。對(duì)GCr15鋼進(jìn)行不同的等溫淬火試驗(yàn)后，獲得了馬氏體和下貝氏體的多相組織，沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度和撓度均有所提高。結(jié)果表明，低溫處理后材料的沖擊韌性下降。然而，關(guān)于深冷處理對(duì)GCr15鋼性能綜合影響的研究卻很少。為此，研究人員對(duì)低溫處理不同時(shí)間后GCr15鋼的顯微組織、殘余奧氏體含量、力學(xué)性能和磨損性能的變化進(jìn)行了綜合研究，以期為生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。
首先對(duì)原料進(jìn)行等溫球化退火預(yù)處理:790℃×5h后，將原料冷卻至300℃以下，出爐空冷。然后，將處理后的樣品在820℃×20分鐘淬火并油冷。淬火后，樣品隨機(jī)分為四批，其中一批直接低溫回火，其余三批淬火冷卻后10分鐘內(nèi)浸入液氮中，浸泡1~6小時(shí)后取出。加熱到室溫后，低溫回火。低溫回火工藝為160℃×1.5h..用OLYMPUSPGM3光學(xué)金相顯微鏡觀察和分析顯微組織形貌。樣品的硬度在HRD-150洛氏硬度計(jì)上測(cè)量。利用JBN-300B擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了200牛頓和120牛頓的沖擊試驗(yàn)，并測(cè)量了不同處理?xiàng)l件下的沖擊能量Aku。發(fā)現(xiàn)硬度隨著低溫時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢增加。與未經(jīng)深冷處理的試樣相比，深冷處理6小時(shí)后，硬度提高了1.6HRC，沖擊能量降低了0.5J。原因是低溫處理后，GCr15鋼中殘余奧氏體明顯減少，馬氏體組織含量增加，晶格畸變程度降低，晶格常數(shù)降低，馬氏體組織平均減少，更均勻細(xì)小的硬質(zhì)碳化物顆粒分散析出在馬氏體基體上，產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化效應(yīng)，提高了鋼的硬度。殘余奧氏體結(jié)構(gòu)變?yōu)轳R氏體，減少了沖擊能量的吸收。深冷處理后試樣的耐磨性明顯提高，并且隨著深冷處理時(shí)間的延長(zhǎng)，耐磨性逐漸提高。試驗(yàn)中，GCr15鋼的強(qiáng)化方法包括相變強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。深冷處理時(shí)，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，馬氏體基體中過(guò)飽和的C原子析出兩次，即相變強(qiáng)化和析出強(qiáng)化相結(jié)合，提高了鋼的硬度和耐磨性。同時(shí)，與未經(jīng)深冷處理的試樣相比，碳化物的體積分?jǐn)?shù)明顯增加，大量細(xì)小碳化物析出，也能提高鋼的耐磨性?？偠灾?
1)深冷處理可以提高GCr15鋼的硬度，但沖擊韌性略有下降；
2）GCr15鋼在深冷處理過(guò)程中殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，深冷處理6h后殘余奧氏體含量大幅下降。
3)深冷處理后，GCr15鋼的等溫球化退火預(yù)處理可以得到明顯改善。
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