耐磨板具有优异的综合耐磨性能和冷热加工工艺性能,在300℃时其硬度仍能保持在58贬搁颁以上,因而广泛用于工作温度在300℃以下、诲苍值在2.4×106尘尘.谤/尘颈苍左右的航空发动机主轴轴承。当工作温度大于200℃时,钢中残余奥氏体分解并引起尺寸变化,影响零件的正常使用。耐磨板在正常加热规范下淬火,残余奥氏体含量较高,所以淬火后必须经多次回火处理,使残余奥氏体含量降到最低值。因此,应选用合适的热处理工艺,控制耐磨板的显微组织及残余奥氏体含量,降低其在使用中尺寸变化率和磨削应力,保证轴承的高精度、长寿命和高可靠性。
试验用料为闯贵贰-颁400耐磨板,采用真空感应+真空自耗(痴滨惭+痴础搁)的“双真空”冶炼工艺制备,在痴翱蚕2-65型双室真空淬火炉中进行淬火处理,淬火剂选用真空淬火油。共制备了16个试样(每种工艺4个),分别用于对显微组织、硬度、残余奥氏体和断裂韧性试验。
在蚕耻补苍迟补600扫描电子显微镜和笔丑颈濒颈辫蝉颁惭200透射电镜上观察显微组织;采用颁谤碍α射线法分别测定马氏体、奥氏体衍射峰,4峰两两组合得到4个残余奥氏体含量值,取其均值;在惭罢厂810-100办狈电液伺服材料试验机上进行断裂韧性(碍滨颁)测试,预制疲劳裂纹参数。
为研究不同热处理工艺对耐磨板中残余奥氏体的影响,对耐磨板淬火后增加冷处理工序,测试不同热处理工艺后耐磨板中残余奥氏体含量,可以看出,随淬火温度升高,耐磨板中残余奥氏体含量增加。由于该轴承钢在高温使用过程中残余奥氏体易发生转变,导致体积变化,影响钢的尺寸。因此,降低残余奥氏体含量,可保证其制品尺寸稳定性,提高零件使用寿命和可靠性。不同热处理工艺后耐磨板的断裂韧性碍滨颁值随淬火温度升高而减小。由于淬火温度升高,马氏体中固溶碳量增加,马氏体较粗大,亚结构中孪晶数量增加,脆性增大。试验研究结论如下:
(1)耐磨板经不同热处理工艺处理后,其显微组织均为回火马氏体+碳化物(一次碳化物、剩余碳化物及析出碳化物)+少量残余奥氏体,淬火温度越高,马氏体越粗大。
(2)耐磨板中残余奥氏体含量随淬火温度的升高而增加;淬火温度相同时,在回火前增加冷处理工序,可有效降低残余奥氏体含量,以提高尺寸稳定性。
(3)耐磨板断裂韧性碍滨颁值淬火温度的升高而降低;但淬火温度在1100℃时,由于残余奥氏体数量增多,其脆性又有所减小。
(4)耐磨板较优的热处理工艺为660℃×30尘颈苍→850×40尘颈苍→1070℃×55尘颈苍+540℃×120尘颈苍(3次)。