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1、100CrMo7 钢贝氏体淬火工艺试验与研究100CrMo7 钢贝氏体淬火工艺试验与研究太空模具网2008-6-16 阅读：185次【字体：大 中 小】 摘要：介绍了100CrMo7钢制77752轧机轴承的贝氏体淬火处理工艺及其性能；用100CrMo7钢制轧机 轴承进行贝氏体淬火代替G20Cr2Ni4A钢制轧机轴承渗碳淬火，具有良好的经济技术效益。关键词：100CrMo7钢； 贝氏体淬火； 轧机轴承中图分类号：TG162.71文献标识码：A文章编号：1001-3814(2000)02-0034 -03 Study and Test on Bainite Hardening Process of

2、 100CrMo7 SteelWANG Xiu-yanZHANG Yan-hua（China Wafangdian Rolling Bearing Group Corporation）Abstract：The process and properties of 77752 rolling mi ll bearing made by 100CrMo7 steel bainite hardening were introduced. It has go o d benefit of economy and technology because using it insteaded of rolli

3、ng mill b earing made of G20Cr2Ni4A carburizing hardening.Key words：100CrMo7 steel; bainite hardening; rolling mi ll bearing77752轧机轴承是我公司的名牌产品，多年来，质量一直居同行业之首。但其热处理工艺复杂，生产周期长，劳动强度大，耗能多。为了进一步适应形势发展的需要，节约能源，降低成本，提高产品质量，我公司决定77752轧机轴承采用新材料100CrMo7(德国牌号)。为了研究其性能的稳定性，我们对热处理各项指标进行了全面的工艺试验，试验数量为30套。热处理工序包括退

4、火、贝氏体淬火、回火和附加回火等。1试验方法与设备试验用100CrMo7钢材的化学成分见表1。为了测定新材料的性能，所用有关性能试样的尺寸及加工过程如表2所示。表1100CrMo7钢材的化学成分(w，%) 元素名称CSiMnPSCrMoNiCu规定成分0.91.50.20.40.250.450.0150.0151.651.950.150.250.30.3分析成分0.970.280.300.0060.0081.790.220.160.17 表2有关性能试样尺寸及加工过程 试样名称尺寸(mm)数量加工过程冲击韧性试样 10554退火棒料车削淬火磨削抗弯强度试样10101204锻造球化退火刨淬火磨削

5、断裂韧性试样12241204 退火采用RJT-800kW退火炉，退火工艺如图1所示。图1等温球化退火工艺过程曲线贝氏体等温淬火、回火工艺如图2所示。等温淬火加热采用RJX-60-9箱式炉；等温淬火冷却采用27301100930(mm)的盐浴槽，等温采用850850900(mm)的盐浴槽，介质为50%KNO3+50%NaNO2的混合物。其控温仪表采用英国制造的PX600型智能记录仪。图277752轴承(套圈及滚子)等温淬火、回火工艺过程曲线2试验结果及分析2.1退火后硬度及显微组织退火后硬度及显微组织检验结果如表3。可见，均符合规定要求。表3退火后硬度及显微组织检验结果 轴承规格硬度(HB)显微

6、组织(级)按JB1255-91第一级别图评定每件4点测值要求值77752/011871841831851792172要求24级为合格组织77752/21191188192190277752/22190193189191377752/041861931891923 2.2等温淬火与回火后硬度及显微组织硬度及显微组织检验结果如表4。要求等温淬火后硬度为5862HRC。可见，等淬后的硬度均匀性相当好。等温淬火回火后组织应为下贝氏体或下贝氏体和马氏体混合组织以及均匀分布的残留碳化物和少量残留奥氏体组成。按JB1255-91第五级别图评定，1、2、3级为合格组织，屈氏体不应大于6级、7级。测定结果均符合

7、标准要求。 表4等温淬火回火后硬度及显微组织 轴承规格硬度(HRC)显微组织(级)等温淬火后回火后贝氏体屈氏体77752/0160.560.061.060.559.560.52677752/2159.560.060.559.559.560.03677752/2260.059.560.559.559.560.03777752/0461.562.061.561.061.561.546 注：77752内外圈硬度检测是沿端面每隔120测一点，共测3点；屈氏体组织测定位置为距离表面3mm处。2.3试样的力学性能试样的力学性能如表5。可见，10CrMo7钢的力学性能较好。 表5试样的力学性能测试结果 试样

8、编号硬度(HRC)K(无缺口)(J/cm2)bb(MPa)KIC(MPa.m1/2)磨耗(mm3)160.582.3394330.730.03022260.380.8389632.400.03137360.186.2398331.420.03098460.484.5366130.850.03174 注：断裂韧性试验采用三点弯曲试样在多功能冲击试验机上试验，耐磨性试验采用SKODA-SAVIN试验机。2.4轴承套圈的硬度梯度用钼丝切割机在套圈的有效厚度部位纵向切取试样经磨平，由表面向心部测定硬度，其硬度分布状态如图4所示。可见，套圈经等温处理后，其心部最低硬度值为59.5HRC，较表面低1.0H

9、RC左右。如果硬度按5862HRC控制，则心部已完全淬透。图3硬度分布曲线2.5轴承零件表面应力状态和残余奥氏体含量轴承零件表面应力状态和残余奥氏体含量测定结果如表6。结果表明，零件表面均呈压应力，而且比较高，这对提高轴承使用寿命是有益的；等温淬、回火后残余奥氏体含量较低，这对于稳定尺寸，提高产品精度十分有利。表6轴承零件表面应力状态和残余奥氏体含量 轴承规格及测试部位表面应力(MPa)残余奥氏体含量(%)测试仪器等温淬火2003h回火表面心部表面心部77752/01端面-1099.855.254.212.072.29X射线应力测定仪77752/21端面-1243.646.134.703.15

10、3.3077752/22端面-1185.324.6122.96277752/22滚道-1073.503.8522277752/04外径-985.693.76222 2.6轴承套圈的尺寸变化轴承套圈尺寸变化如表7。可见，轴承套圈等温淬火后尺寸呈胀大趋势，且胀大比较均匀；经回火处理后，套圈尺寸较回火前变化表现为胀缩不一致，但变化不明显。表7轴承套圈的尺寸变化 轴承规格等温淬火后尺寸平均胀大范围(mm)平均值(mm)回火后与回火前尺寸平均变化(mm)77752/010.330.400.37+0.0177752/210.340.420.38+0.0377752/220.350.510.43+0.01

11、贝氏体淬火对于特轻窄系列容易变形，而且整形相当困难。这是目前贝氏体淬火应用于生产所面临的主要问题。但对易变形件，可调整工艺和冷却方式，以减少变形程度。2.7回火及抗回火性能贝氏体在等温形成时，已发生了自回火，变得十分稳定，在满足要求的前提下，应根据轴承的技术要求，采用适当的温度进行回火，保持较高的硬度和保留适量的残余奥氏体，有利于提高接触疲劳寿命，改善强韧性。我们对贝氏体淬火、回火后的套圈进行了回火稳定性试验，试验回火工艺1604h，测定回火前后相应点的硬度值，结果如表8。可见，回火前后最大硬度落差不超过1HRC，满足JB1255-91标准要求。 表8抗回火性能试验检验结果 轴承规格抗回火后硬

12、度(HRC)最大硬度落差(HRC)测量仪器77752/0160.059.559.50.3HR-150A77752/2159.059.559.50.477752/2259.059.059.50.477752/0460.561.061.00.5 2.8表面质量套圈进行贝氏体淬火后，经喷砂、酸洗检查表面质量，结果没有发现脱碳、软点、裂纹等表面缺陷，表面质量符合标准要求。 3经济效益分析我公司生产的77725轧机轴承，一直采用G20Cr2Ni4A钢，材料购价为12400元/t。本次试验的新材料100CrMo7钢，其购价为5200元/t。两种材料差价为7200元/t。每套77752轴承外圈及滚子零件毛坯

13、重为199.8kg，则试验30套总重为5.994t。那么，30套可节约材料费用4.32万元。77752采用G20Cr2Ni4钢时，在RJJ-280井式炉中渗碳处理，长达80h，然后还需一次35h的高温回火，30套需3炉渗碳。电费按0.58元/度计算，则可节约能源费0.58280(80+35)3=5.61万元。另外还需一套淬火压模，其价值2.5万元。以上合计总数效益为12.43万元。4结论(1)贝氏体淬火处理后的轴承零件的硬度和耐磨性较好，硬度比较均匀。(2)下贝氏体具有较好的综合力学性能，采用等温淬火工艺获得下贝氏体组织，可减少工件的变形和开裂。(3)100CrMo7钢进行贝氏体淬火处理后，具有高的冲击韧