SKF轴承结构稳定性热处理
了解热处理期间滚动轴承零件的尺寸和形状变化对于后续的加工和零件功能至关重要。 具有体心立方结构的高碳低合金钢,在此临界温度下加热到约727°C时,材料发生相变而变为面心立方结构。由于热膨胀,尺寸迅速增加。
如果将材料加热到奥氏体范围内的较高温度,则2为奥氏体,导致零件收缩。 奥氏体的质量体积小于铁的质量体积。材料收缩直至达到马氏体转变温度。
冷却至室温后,由于热膨胀,体积继续增加。相反,在快速冷却过程中,在加热过程中,零件继续收缩,形成了以人体为中心的马氏体立方结构。
相变发生在非常凉爽的低温下。 产生的体积增加使材料受力。 实际上,不可能完全转变成未回火的马氏体体心立方结构。当对大量零件进行热处理时,由于奥氏体以面心为中心的立方结构,因此会在徽记结构中残留一定量的奥氏体。该量取决于由于淬灭的程度。
零件还必须经过热稳定处理,以减少残余应力并达到所需的结构稳定性。轴承钢的尺寸变化主要与马氏体析出和淬火过程中细碳化物的体积变化以及残余奥氏体的分解或相变有关。
由于温度或应力等外部因素的影响,轴承运行期间还会发生尺寸变化,因此制造商必须选择适当的热处理以确保所需的尺寸稳定性。
高碳铬钢通常在6-260°C的温度范围内回火。在此温度范围内,细小的碳化物会析出,马氏体主要是体心立方结构,体积略有减少。在205〜288°C的温度范围内进行回火会导致与时间和温度有关的残余奥氏体分解成贝氏体并增加体积。残余奥氏体的分解与时间和温度有关。
低于260℃的回火过程可以避免降低高温回火的硬度。高速钢的退火组织具有最佳的可加工性。它包含大量的硬质金属碳化物,例如钨,钼,钒或铬的碳化物,它们埋在软的铁氧体基质中。与高碳铬钢不同,为了溶解所需量的这些硬质碳化物颗粒,热处理温度必须比临界温度高很多。通过将钢从奥氏体化温度快速冷却到马氏体转变温度范围,可以避免碳化物的析出。
进一步冷却至室温后,结构通常包含20‰〜30体积的残余奥氏体。
当加热到回火高碳铬钢所需的温度时,只会发生轻微的马氏体回火。二次硬化发生在427至593°C之间,即,奥氏体结构发生变化,然后在随后冷却至马氏体转变温度范围时转变为马氏体。为了使奥氏体完全转变成马氏体并析出极细的合金碳化物,必须在这些高温区域进行多次回火,这是造成二次硬化现象的原因,这会使高速钢热起来。
一次强化为了在冷却过程中将奥氏体完全转变为马氏体,在后或回火周期之间间歇使用了冷处理。但是,由于冷处理在淬火部位产生较高的内部应力,因此通常建议在回火后进行冷处理。
耐腐蚀钢,例如AISI44C和BC42AMS5749,通常在从奥氏体化温度快速冷却后立即冷却。根据零件的硬度要求,AISI440C钢还会在大约149°C或316°C的温度下进行多次回火。
由于BG42钢的合金成分,其热处理工艺与高速钢的标准工艺相同,即在524°C的温度下进行多次回火并进行冷处理。
渗碳钢表面微观结构中残留的奥氏体相对较软,可以承受一定程度的由夹杂物,加工损伤和表面粗糙度引起的应力集中。 在135〜196℃的温度范围内对SKF轴承零件进行回火可以确保良好的表面性能,而铁芯在正常的轴承工作温度下也很稳定。