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影響軸承壽命的材料因素

淬火鋼中的殘留奧氏體

高碳鉻鋼經正常淬火后，可含有8％～20％Ar（殘留奧氏體）。軸承零件中的Ar有利也有弊，為了興利除弊，Ar含量應適當。由于Ar量主要與淬火加熱奧氏體化條件有關，它的多少又會影響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數量，較難正確反映Ar量對力學性能的影響。為此，固定奧氏條件，利用奧氏體體化熱穩定化處理工藝，以獲得不同Ar量，在此研究了淬火低溫回火后Ar含量對GCr15鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增多，硬度和接觸疲勞壽命均隨之而增加，達到峰值后又隨之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出現在17％Ar左右，而接觸疲勞壽命峰值出現在9％左右。當試驗載荷減小時，因Ar量增多對接觸疲勞壽命的影響減小。這是由于當Ar量不多時對強度降低的影響不大，而增韌的作用則比較明顯。原因是載荷較小時，Ar發生少量變形，既消減了應力峰，又使已變形的Ar加工強化和發生應力應變誘發馬氏體相變而強化。即使是加工好后、沒有用過的軸承再經過退火和其它熱處理也不能達到使用要求了，這是個不可逆的過程。但如載荷大時，Ar較大的塑性變形與基體會局部產生應力集中而破p裂，從而使壽命降低。應該指出，Ar的有利作用必須是在Ar穩定狀態之下，如果自發轉變為馬氏體，將使鋼的韌性急劇降低而脆化。

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淬火鋼中的未溶碳化物

淬火鋼中未溶碳化物的數量、形貌、大小、分布，既受到鋼的化學成分和淬火前原始組織的影響，又受奧氏體化條件的影響，有關未溶碳化物對軸承壽命的影響研究較少。碳化物是硬脆相，除了對耐磨性有利之外，承載時因會（特別是碳化物呈非球形）與基體引起應力集中而產生裂紋，從而會降低韌性和疲勞抗力。淬火未溶碳化物除了自身對鋼的性能產生影響之外，還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及分布，從而對鋼的性能產生附加影響。為了揭示未溶碳化物對性能的影響，采用不同含碳量的鋼，淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的狀態，經150℃回火后，由于馬氏體含碳量相同，而且硬度較高，因而未溶碳化物少量增g高對硬度增g高值不大，反映強度和韌性的壓潰載荷則有所降低，對應力集中敏感的接觸疲勞壽命則明顯降低。因此淬火未溶碳化物過多對鋼的綜合力學性能和失效抗力是有害的。3、如車輪沖擊重創或軸桿硬度不夠致彎曲變形，會使軸承在運轉過程中偏向受力，會磨“內圓”和磨“外圓”，使軸承受力不均勻而損壞。適當降低軸承鋼的含碳量是提高制件使用壽命的途徑之一。

淬火未溶碳化物除了數量對材料性能有影響之外，尺寸、形貌、分布也對材料性能產生影響。為了避免軸承鋼中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少（數量少）、小（尺寸小）、勻（大小彼此相差很小，而且分布均勻）、圓（每粒碳化物皆呈球形）。應該指出，軸承鋼淬火后有少量未溶碳化物是必要的，不僅可以保持足夠的耐磨性，而且也是獲得細晶粒隱晶馬氏體的必備條件。綜上所述，GCrl5鋼淬火后未溶碳化物在7％左右，殘留奧氏體在9％左右（隱晶馬氏體的平均含碳量在0．55％左右）為最j佳組織組成。