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残余应力对GCr15精密轴承钢管的影响

GCr15精密轴承钢管外层的残余应力状况和多少,对其触及疲劳度使用寿命干扰比较大。当GCr15精密钢管表面产生残留拉应力时,触及疲劳度使用寿命降低,拉应力越大,使用寿命就越低。反过来,残留压应力的产生和增长,将明显提升 GCr15精密轴承钢管的触及疲劳度使用寿命。

在一般表面淬火条件下,GCr15精密轴承钢管外层产生残留拉应力。但当采用表面渗氮时,可在表面产生残留压应力且可达300MPa,从而使使用寿命提升 2〜3倍。

短时间迅速加温表面淬火

通常情形下,现行GCr15精密轴承钢管的表面淬火温度为850℃左右,表面淬火后马氏体中C=0.5%~0.6%,这种处理工艺并没有使GCr15精密轴承钢管的使用性能获得充分利用。目前正在发展短时间迅速加温淬火工艺,即采用预热,并以较快的速度通过钢的Acl点,并保温较短时间后表面淬火。加工处理后可保留较多的未溶碳化物,并可降低奥氏体中的含碳量,防止富碳微区的产生,使表面淬火马氏体由原来的块状马氏体转为有非常数量的板条马氏体,从而使GCr15精密轴承钢管破断抗力和韧性均明显提升 。

碳化物带条状结构是由钢锭結晶时所产生的树枝状偏析造成的,热变型后,偏析被拉长,造成GCr15轴承精密钢管中铬或碳的偏析区析出较多的碳化物。带条状碳化物是一个不均衡的结构要素,对退火工艺和表面淬火后的结构改变有非常大的干扰。如退火工艺时难以获得均衡一致的球化结构,表面淬火结构不均衡,其结果造成GCr15精密轴承钢管的硬度不均衡,表面淬火变型大,甚至成为表面淬火裂纹的根源。

在GCr15精密轴承钢管中也有可能产生个別的粗壮碳化物沿热变型角度排布的情形,叫做碳化物液析,应属1次碳化物。碳化物液析通过扩散退火工艺能被消除,扩散退火工艺在比较高的温度下(1150~1200℃)进行。

近些年,我们在GCr15精密轴承钢管的韧性化加工处理领域进行了许多工作,构建了许多新的热处理工艺方式。比如说,碳化物超精细化表面淬火方式(可使碳化物精细化到0.1μm级)和轴承套圈的锻热表面淬火加工处理等。上述两种新工艺虽然对提升 GCr15精密管的使用寿命有好处,但工艺复杂且带来新的弊病,也有待今后深化完善。总的来说,GCr15精密轴承钢管是一个老钢材牌号的精密轴承钢管,也有待深化发掘其使用性能发展潜力。

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