GCr15軸承鋼淬回火金相檢驗(yàn)

GCrl5軸承鋼淬回火金相檢驗(yàn)GCrl5軸承鋼淬回火金相檢驗(yàn)GCrl5鋼是珞軸承鋼中最具有代表性的，使用量占軸承鋼的絕大部分。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈套、外圈套、滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾錐或滾針）和保持器等部分組成軸承鋼主要用來制造軸承的內(nèi)外圈套及滾動(dòng)體。其工件淬回火金相檢驗(yàn)的2001《高碳輅軸承鋼滾動(dòng)軸承零件熱處理技術(shù)條件》（以下簡(jiǎn)依據(jù)是JB/T1255-稱為:標(biāo)準(zhǔn)）。實(shí)踐中如何在標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下分析、檢驗(yàn)樣品的質(zhì)量，在幫助企業(yè)進(jìn)行檢驗(yàn)小型軸承淬回火工件的工作中我們積累了一些經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，結(jié)合理論知識(shí)的收集、整理，乂對(duì)GCrl5鋼軸承零件的馬氏體淬回火金相檢驗(yàn)項(xiàng)□進(jìn)行了一些總結(jié)、分析，在此與同行進(jìn)行交流。淬回火馬氏體級(jí)別的鑒定GCrlo屬于過共析鋼，預(yù)先熱處理是球化退火。GCrl5正常的淬火溫度為:830,860?,奧氏體中溶解有WC=0.5%,0.6%,以及WCr=0.8%（尚有7%,9%的未溶碳化物）。為了獲得高硬度以及較好的強(qiáng)度、沖擊韌度和使用壽命，通常采用160士5?的低溫回火。正常淬火后的金相組織應(yīng)為隱晶馬氏體，在其上分布著未溶解的碳化物，它能保證綜合力學(xué)性能的要求。其光學(xué)顯微組織通常由黑、口相問的兩種馬氏體區(qū)域所組成，在黑色馬氏休區(qū)域中存在較多的碳化物顆粒，白色區(qū)域中比較少。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)GCrl5淬回火馬氏體級(jí)別設(shè)定有5個(gè)級(jí)別，分別有圖片參照，但是，并沒有文字說明如何準(zhǔn)確判別樣品的級(jí)別，即不同級(jí)別判定的具體操作方式及簡(jiǎn)單的理論說明。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中的圖片印刷質(zhì)量不佳，分辨不清顯微組織的準(zhǔn)確形貌。配合洛陽(yáng)軸承研究所提供的《高碳鉆軸承鋼滾動(dòng)軸承零件熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖雖然可以清晰辨認(rèn)顯微組織，但也是沒有具體的文字說明。通過理論分析及查閱相關(guān)資料可知，判定GCrl5鋼淬回火馬氏級(jí)別是否合格的鑒定形式，實(shí)際仁可以認(rèn)為是分析顯微組織中黑、白馬氏體區(qū)域在整體組織中所占的體積比例及辨別淬扣火馬氏體形貌的問題。具體檢驗(yàn)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)利用光學(xué)顯微鏡在500倍的條件下檢查制備好的金相樣品的顯微組織中是否出現(xiàn)明顯的粗針狀馬氏體及明顯殘余奧氏體。這樣做的原因是由于對(duì)于絕大多數(shù)軸承零件講，淬、回火馬氏體的最高合格級(jí)別是5級(jí)，即，馬氏體基體中的任何區(qū)域中不允許出現(xiàn)粗針狀馬氏體，應(yīng)當(dāng)保證基體的黑、自區(qū)域均是屬于隱晶馬氏體的范疇。如果沒有粗針狀馬氏體，隨后需再根據(jù)實(shí)際技術(shù)要求，其體判定淬回火馬氏體中黑口區(qū)域的比例，以確定淬回火馬氏體的級(jí)別。根據(jù)其他資料可知，在淬回火馬氏體級(jí)別為3級(jí)時(shí)，黑、白區(qū)域的比例是均等的;5級(jí)時(shí)，口亮區(qū)域的馬氏體的視場(chǎng)份額在70%左右。根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，只有5級(jí)的照片。在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)遇到白色馬氏體區(qū)域所占i的視場(chǎng)比例在80%,90%的情況，此時(shí)，應(yīng)當(dāng)如何歸類。根據(jù)其他資料可知，當(dāng)淬回火馬氏體的級(jí)別為6級(jí)時(shí)，在白亮的馬氏體區(qū)域中，出現(xiàn)了明顯的零星分布的局部粗針狀馬氏體及殘余奧氏體的島狀區(qū)域，這實(shí)際上是一個(gè)實(shí)踐中非常明確的判定標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，我們可以在實(shí)踐中根據(jù)粗針狀馬氏體出現(xiàn)與否的條件，判定組織是歸于5級(jí)，還是屬缺陷次品。這樣，在判定合格與否時(shí)，是否能觀察到明顯的局部粗釗狀馬氏體及殘余奧氏體是關(guān)鍵，需要說明的是，只要有一個(gè)小區(qū)域存在粗針狀馬氏體，就應(yīng)當(dāng)判定為不合格。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)需在工件的縱截面上進(jìn)行。淬回火馬氏體級(jí)別鑒定時(shí)樣品的腐蝕要恰當(dāng)，最好在制樣過程中反復(fù)拋光、腐蝕兒次為佳。如果出現(xiàn)強(qiáng)烈的過熱(>1000?)情況，在GCrl5鋼中會(huì)出現(xiàn)明暗相間的"帶狀組織”，整個(gè)基體組織的馬氏體均是屬于粗針狀，殘余奧氏體很多，此時(shí)，組織當(dāng)然是屬于疵病。關(guān)于非金屬夾雜的鑒別標(biāo)準(zhǔn)中沒有關(guān)于非金屬夾雜的檢驗(yàn)部分。這是囚為在GCnl5原材料生產(chǎn)的部頒標(biāo)準(zhǔn)YB9-1968中對(duì)鋼中的非金屬夾雜物的級(jí)別已經(jīng)提出了嚴(yán)格的要求，合格產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)是避免了非金屬夾雜的出現(xiàn)或影響，所以在軸承零件的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中不再涉及非金屬夾雜的檢測(cè)。實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，氧化物、硅酸鹽夾雜比較罕見，硫化物夾雜的出現(xiàn)比較頻繁當(dāng)然，根據(jù)資料，近年的研究認(rèn)為硫化物對(duì)軸承鋼壽命并無有害影響。從切削加工角度講，適當(dāng)放寬對(duì)硫的嚴(yán)格控制是可行的。但是，有兩個(gè)因素使對(duì)于硫化物的控制還是有其必要性的。首先，實(shí)際檢驗(yàn)過程中，硫化物的視場(chǎng)檢測(cè)級(jí)別過高，即，總的觀測(cè)長(zhǎng)度過大是常見的缺陷情況。其次，硫化物的分布與碳化物帶狀形貌有著共生的現(xiàn)象、如果有碳化物帶狀形貌，必然可以觀察到帶狀分布區(qū)域存在大量的條狀硫化物夾雜沿碳化物帶狀分布方向的分布。這種情況尤其在軸、圈套、滾針零件中容易出現(xiàn)。所以，即使硫化物本身對(duì)材料性能的影響可以忽略不計(jì)，但是，其間接對(duì)組織碳化物分布的影響必須子以考慮，同時(shí)，硫化物級(jí)別過高，就不得不考慮材料的基本素質(zhì)要求足否合格(些文獻(xiàn)中也對(duì)于硫化物夾雜在失效過程中的有害作用進(jìn)行了分析。因此，還是需要在檢測(cè)過程中關(guān)注非金屬夾雜的情況.對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的硫化物的情況給子必要的關(guān)注，以避免影響使用效果。由于標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)硫化物的檢測(cè)沒有標(biāo)注，對(duì)于硫化物夾雜類型、級(jí)別判定的標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)根據(jù)YB9-1968或《高碳鉆軸承鋼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GR/T18254-2000)來進(jìn)行控制，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，非金屬夾雜的鑒別可以作為第一檢驗(yàn)項(xiàng)LI,在試樣拋光未腐蝕的情況下進(jìn)行，放大倍數(shù)為100倍，取最嚴(yán)重處進(jìn)行測(cè)定。檢測(cè)樣品的縱截面。碳化物帶狀分布及碳化物液析組織為了提高軸承鋼的疲勞壽命，不僅需要嚴(yán)格控制鋼中非金屬夾雜物，而且需要認(rèn)真改善鋼的碳化物不均勻性。帶狀碳化物是一個(gè)不均勻的組織因素，對(duì)退火、淬火后的組織轉(zhuǎn)變有相當(dāng)大的影響嚴(yán)重的碳化物帶習(xí)泛組織使獲得均勻的淬火組織發(fā)生困難在淬火加熱時(shí)原來貧碳的區(qū)域容易發(fā)生過熱，奧氏體晶粒比較粗大而且不均勻，馬氏體是針狀向不是隱品狀的。在原來的富碳區(qū)域則容易出現(xiàn)托氏體組織、山于碳化物帶狀組織引起的淬火組織的不均勻性，使得零件中的內(nèi)應(yīng)力增大，托氏體的出現(xiàn)也使零件農(nóng)向硬度不均勻。此外，嚴(yán)重的碳化物帶狀組織使工件在淬火時(shí)產(chǎn)生較大的變形，增加熱變形后鋼的各向異性，帶狀組織還會(huì)成為形成淬火裂紋的根源、鋼錠在冷凝過程中如果產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)晶偏析，會(huì)在枝晶問形成共晶碳化物。在熱壓力加工時(shí)，這種碳化物晶體的薄層順沿金屬的變形方向延伸而形成長(zhǎng)條狀或斷續(xù)條狀的碳化物液析。帶狀組織及液析組織都是鋼材材質(zhì)的一種缺陷，在YB9-1968中有明確規(guī)定，所在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此也沒有涉及，應(yīng)當(dāng)參照夾雜物檢測(cè)方式，在實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)中，根據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材質(zhì)的控制。在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，碳化物的帶狀組織檢驗(yàn)需要在上件的縱截面上進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，樣品需要深蝕，可以在淬回火馬氏體鑒別后進(jìn)行，在100倍或500倍下取最嚴(yán)重處進(jìn)行檢查。在100倍下可以檢查碳化物的聚集程度，帶狀組織的寬度。在500倍下可以檢查碳化物顆粒的大小分布情況、碳化物顆粒的形狀。在許多失效分析的場(chǎng)合，碳化物帶狀組織及液析組織的危害是被大家所認(rèn)同的。非金屬夾雜、碳化物帶狀組織及碳化物液析組織的更洋細(xì)的說明、照片，都可以參考YB9-1968及有關(guān)文獻(xiàn)。淬回火托氏體組織及網(wǎng)狀碳化物的鑒別淬回火托氏體組織的出現(xiàn)，在實(shí)際工作中比較罕見，對(duì)此沒有多少經(jīng)驗(yàn)提出。網(wǎng)狀碳化物的鑒別是標(biāo)準(zhǔn)中涉及的一個(gè)檢測(cè)項(xiàng)II,其要點(diǎn)在于檢測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)在工件的橫截面進(jìn)行，同時(shí)，樣品腐蝕時(shí)需要深些。檢測(cè)可以放在淬回火馬氏體檢測(cè)完畢后直接加深腐蝕進(jìn)行，與碳化物帶狀分布及液析的檢查同時(shí)進(jìn)行。檢測(cè)時(shí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的笫四級(jí)別圖(碳化物網(wǎng)狀組織)及球化退火技術(shù)要求中的級(jí)別要求進(jìn)行。金相樣品制備過程中的事項(xiàng)由于不同的檢測(cè)項(xiàng)日需要在工件的不同截面上的數(shù)量，隨機(jī)取樣、檢測(cè)3,6個(gè)，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性、代表性。不僅是顯微組織檢查在GCrl5鋼的金相組織檢查中非常重要，利用眼睛的宏觀觀察在樣品檢驗(yàn)中也具有重要的作用當(dāng)整個(gè)觀察腐蝕面，如深淺不均勻，通常有問題;均勻而偏淺，也需要關(guān)注(很可能整體過熱)；均勻而偏深，一般是合格的。樣品表面如果出現(xiàn)細(xì)絲狀的感覺，通常伴隨