① C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在鋼中的作用和熱處理時的影響
1、碳(C):鋼中碳含量增加,屈服點和抗拉強度增加,但塑性和抗沖擊性下降。當碳含量超過0.23%時,鋼的可焊性劣化,因此用於焊接。對於低合金結構鋼,碳含量通常不超過0.20%。
高碳含量也降低了鋼的耐大氣腐蝕性。露天堆場的高碳鋼容易腐蝕;此外,碳可以增加鋼的冷脆性和年齡敏感性。典型的例子是低碳鋼,高碳鋼和高碳鋼的機械性能的變化。
2、錳(Mn):錳是一種良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼一般含有一定量的錳,可以消除或減少由硫引起的鋼的熱脆性,從而提高鋼的熱加工性。
錳和鐵形成固溶體,增加鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度;同時,它是一種碳化物形成元素,並進入滲碳體中以取代一部分鐵原子。鋼中的錳是由於降低了臨界轉變溫度。起到提煉珠光體的作用。
它還間接地起到提高珠光體鋼強度的作用;錳穩定奧氏體結構的能力僅次於鎳,並且還強烈地提高了鋼的淬透性。含量不大於2%的錳已與其它元素組合使用以形成多種合金鋼。
3、硅(Si):硅可以溶解在鐵素體和奧氏體中,提高鋼的硬度和強度,其作用僅次於磷,強於錳,鎳,鉻,鎢,鉬和釩。
然而,當硅含量超過3%時,鋼的可塑性和韌性將顯著降低。硅可以提高鋼的彈性極限,屈服強度和屈服比(σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比(σ-1 /σb)。這就是硅或硅錳鋼可用作彈簧鋼的原因。
硅可以降低鋼的密度,導熱性和導電性。它可以促進鐵素體晶粒的粗化。降低矯頑力。它具有降低晶體各向異性,使磁化容易,並且磁阻減小的趨勢。它可用於生產電工鋼,因此硅鋼片的磁滯損耗低,硅可以提高鐵氧體的磁導率,使硅鋼片在較弱的磁場下具有較高的磁感應強度領域。然而,在強磁場下,硅降低了鋼的磁感應強度。硅具有很強的脫氧力,可以降低鐵的磁老化效應。
4、硫(S):增加硫和錳的含量可以提高鋼的切削性能。硫作為易切削鋼中的有益元素添加。
硫在鋼中嚴重分離,會降低鋼的質量。在高溫下,降低鋼的延展性是一種有害元素,以熔點較低的FeS形式存在;僅FeS的熔點僅為1190℃,鋼中鐵與共晶的共晶溫度較低,僅為988℃,當鋼凝固時,硫化鐵在初級晶界處集中。當鋼在1100-1200℃下軋制時,晶界上的FeS將熔化,大大削弱了晶粒之間的結合力,導致鋼的熱脆性。
5、磷(P):磷在鋼中具有強固溶強化和冷加工硬化效果。作為添加到低合金結構鋼中的合金元素,它可以提高鋼的強度和耐大氣腐蝕性,但降低其冷沖壓性能。
磷與硫和錳的結合可以提高鋼的切削性能,提高加工零件的表面質量,用於易切削鋼,因此易切削鋼的磷含量也很高。
磷可溶於鐵素體。雖然它可以提高鋼的強度和硬度,但最大的危害是嚴重的偏析,增加回火脆性,並顯著降低鋼的塑性和韌性,這使得鋼在冷加工過程中易於變脆。脆弱現象。磷對可焊性也有不利影響。磷是一種有害元素,應嚴格控制。一般含量不超過0.030%-0.040%。
6、鉻(Cr):鉻可以提高鋼的淬透性並具有二次硬化效果。
它可以提高高碳鋼的硬度和耐磨性,而不會使鋼脆;當含量超過12%時。該鋼具有良好的高溫抗氧化性和抗氧化介質腐蝕性。它還提高了鋼的熱強度,鋼是不銹耐酸鋼和耐熱鋼的主要合金元素。
7、鉬(Mo):鉬提高鋼的淬透性和熱強度。在某些介質中防止回火脆性,提高剩磁和矯頑力以及耐腐蝕性。在淬火和回火鋼中,鉬可以加深和硬化較大截面的部分,提高鋼的回火抗力或回火穩定性,使零件在較高溫度下回火,從而更有效地(或減少)殘余應力,提高塑性。
② 什麼是軸承鋼
軸承鋼是用來製造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作是承受著極大的壓力和摩擦力,所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限。 軸承鋼除做滾珠、軸承套圈等外,有時也用來製造工具,如沖模、量具、絲錐等。用來做螺絲刀,使之有較高的強度和剛性,簡單說,就是耐用。
③ 軸承鋼是亞共析鋼嗎
不是。軸承鋼最常用的是高碳鉻軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,並含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。
滲碳軸承鋼、中碳軸承鋼、高碳軸承鋼分別屬於亞共析鋼、近共析鋼和過共析鋼的范疇。
鋼中碳含量的變化直接影響了鋼中碳化物的含量、形態、分布;合金元素從低合金到高合金,不僅改變了鋼的共析點和碳化物的類型,影響了碳化物含量、形態和分布,更重要的是影響了鋼中元素的偏析行為。
④ 軸承鋼球化退火後存在炭化物偏析應如何消除
碳化物偏析是原材料問題,如果超過GB/T18254-2000標准規定應該找鋼廠退貨。就算自己處理也要找鋼廠將這批鋼材降價,至少應該向鋼廠索賠自己的處理費用。 查看原帖>>
⑤ 軸承鋼的冶煉質量基本要求是什麼
滾動軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與軸承用鋼的冶煉質量有著密切的關系。由於軸承鋼所具有的特性,對冶煉質量的要求比一般工業用鋼要嚴格得多,如鋼的化學成分、純潔度、組織和均勻性等。一、嚴格的化學成分要求一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,並含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當鉻含量超過1.65%時,淬火後會增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸穩定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此,高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分,才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。二、高精度的尺寸要求滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因為大部分軸承零件都要經過壓力成型。為了節省材料和提高勞動生產率,絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型,鋼球是經過冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高,就無法精確地計算下料尺寸和重量,而不能保證軸承零件的產品質量,也容易造成設備和模具的損壞。三、特別嚴格的純潔度要求鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,純潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大,由於在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴重影響軸承零件精加工後的表面質量。因此,為了提高軸承的使用壽命和可靠性,必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。四、嚴格的低倍組織和顯微(高倍)組織要求軸承鋼的低倍組織是指一般疏鬆、中心疏鬆和扁析,顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆,它的危害性與脆性夾雜物相同。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性,並使之組織不均勻,在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響,所以,在軸承材料標准中對低、高倍組織有著嚴格的要求。五、特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求對軸承鋼而言,表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等,內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏鬆和偏析等。這些缺陷對於軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響,在軸承材料標准中明確規定不允許出現這些缺陷。六、特別嚴格的碳化物不均勻性要求在軸承鋼中,如果出現嚴重的碳化物分布不均勻,則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻,鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外,嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋,碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此,在軸承材料標准中,對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。七、特別嚴格的表面脫碳層要求在軸承材料標准中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規定,如果表面脫碳層超出標準的規定范圍,且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉,則在熱處理淬火過程中就容易產生淬火裂紋,造成零件的報廢。八、其他要求在軸承鋼材料標准中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗、交貨狀態、標識等有嚴格的要求。
動彈NTN軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與NTN軸承用鋼的冶煉質量有著緊密親密的關系。因為NTN軸承鋼所具有的特性,對冶煉質量的要求比一般產業用鋼要嚴格得多,如鋼的化學成分、貞潔度、組織和平均性等。
一、嚴格的化學成分要求
一 般NTN軸承用鋼主要是高碳鉻NTN軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,並含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理機能、進步淬 透性、組織平均性、回火不亂性,又可以進步鋼的防銹機能和磨削機能。但當鉻含量超過1.65%時,淬火後會增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸不亂性,增 加碳化物的不平均性,降低鋼的沖擊韌性和疲憊強度。為此,高碳鉻NTN軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴格控制NTN軸承鋼中的化學成 分,才能通過熱處理工序獲得知足NTN軸承機能的組織和硬度。
二、高精度的尺寸要求
動彈NTN軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是由於大 部門NTN軸承零件都要經由壓力成型。為了節省材料和進步勞動出產率,絕大部門NTN軸承套圈都是經由鑄造成型,鋼球是經由冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子 也是經由冷鐓成型。假如鋼材的尺寸精度不高,就無法精確地計算下料尺寸和重量,而不能保證NTN軸承零件的產品質量,也輕易造成設備和模具的損壞。
三、特別嚴格的貞潔度要求
鋼 的貞潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,貞潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。NTN軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致NTN軸承早期疲憊剝 落、明顯降低NTN軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大,因為在加工過程中輕易從金屬基體上剝落下來,嚴峻影響NTN軸承零件精加工後的表面質 量。
⑥ 檢測軸承鋼的時候,查什麼金項組織是什麼意思
糾正一下,是金相組織,不是金項組織。
材料金相組織分析,可對材料的組織形貌、晶粒度、夾雜物、缺陷及組成相進行綜合分析測定,廣泛應用於材料科學研究、生產檢驗、失效分析、優化工藝等。主要設備有日本OLYMPUS公司GX71金相顯微鏡、德國蔡氏金相顯微鏡、數字圖象處理儀等多台進口和國產精密儀器。
鋼熱處理後,根據熱處理種類和材料的不一樣,組織組成物可能是一種或多種。如馬氏體,馬氏體+殘余奧氏體,單一珠光體,單一奧氏體,鐵素體+珠光體,鐵素體+馬氏體+碳化物等等。
金相觀察時,首先要判斷被觀察組織中有幾種組織組成物,是單一組成物,還是兩種或多種組成物。
在組織組成物中,某一組成物可以是單一相,如鐵素體或奧氏體等單相;也可以是兩相或多相混合組成或化合物,如珠光體是鐵素體與滲碳體的機械混合物,各種碳化物等。
不同的組成物有不同的形態特徵,利用這些特徵可以快速的識別:不同的組成物受溶液浸蝕的程度不同,使得其在金相顯微鏡下具有不同的明暗程度或不同的色彩差;不同組成物形成的先後順序不一樣,其形態也不一樣,最先形成的總是從奧氏體晶界開始形核;各組成物形成的原理不一樣,形態也有差異。通過這些就可以判別被觀察物的組成種類。大多數情況下,能夠觀察到幾種不同明暗程度或幾種形態不同的部份,就可以判定有幾種組成物。
2.觀察形態
組織組成物的形態是我們判別組成物的極其重要的依據之一。一些特定組織具有極顯著的特徵,如典型的珠光體具有層片狀(或稱指紋狀)特徵,一看就知道是珠光體;羽毛狀物是上貝氏體。白色的塊狀物不是鐵素體就是奧氏體或碳化物,黑色針狀物不是馬氏體就是下貝氏體, 沿晶分布的白色塊狀或針狀肯定是鐵素體或碳化物(滲碳體)兩者之一等等。
要觀察組織物是片狀、針狀、塊狀、顆粒狀、條狀、網狀或者是其它什麼形狀。有時,還要精細觀察是單一相還是復合相。
在觀察中要注意試樣的浸蝕程度,只有合理的浸蝕,各種組織才會正確的顯現出來,同時,制樣也很關鍵,錯誤的制樣可能導致對組成物的錯誤判斷。由於制樣和浸蝕問題,導致的判斷錯誤在新手中屢見不鮮。
在觀察中還要注意,對於觀察到的白色或黑色物,不要輕易就認為是一種組成物。對於白色的可能是奧氏體或鐵素體,更有可能是碳化物;對於黑色物,可能由於其極其細密,在常規倍數下觀察根本無法分開。
3.組成物的分布
組成物的分布特點是識別組成物的重要根據,不同的組成物具有不同的分布特點,一般是指其分布於母相的晶界或晶內。
在觀察到的組織中,凡是呈網路狀分布(不管是封閉網狀或是斷續網狀或略有呈網狀的趨勢)的都是沿晶界分布,其餘的都是分布於晶內。要注意的是,有時沿晶析出物很少時,不易看出是沿晶分布,此時可以縮小放大倍數,觀察其分布趨勢,從而作出正確判斷。當組成物很多時,也不易識別,此時只能根據組織組成物的特徵,並輔以其它方法加以識別。
二、理論分析
理論分析在分析熱處理組織時,是不可缺少的。很多組織不利用理論分析就容易得出不正確的結論。理論分析是利用過冷奧氏體的轉變原理,結合具體的熱處理工藝,對可能出現的組織加以分析判斷。
1.分析可能出現的組織組成物
加熱溫度在Ac3或Accm以上時,鋼完全變成單一奧氏體,若低於上述溫度,將出現未溶鐵素體或未溶碳化物(平常所說的加熱不足)。此兩種單相組織在室溫下屬於穩定組織,因此,冷卻時該類組織得以保留而不發生轉變,即高溫下是什麼形態,冷卻下來時也是什麼形態。
從鋼的C曲線可以看出:鋼在冷卻時,先發生先共析轉變(析出先共析相),再發生共析轉變(析出珠光體),接著發生貝氏體和馬氏體轉變。
具體發生什麼組織轉變,以鋼的實際冷卻速度是如何穿過C曲線的來確定。若冷卻時穿過先共析轉變區,即發生先共析轉變;若同時越過先共析區和共析轉變區,就發生先共析轉變和共析轉變,得到珠光體或珠光體加鐵素體或滲碳體組織,就是通常所說的正火、退火工藝;若大於臨界冷卻速度,得到的就是馬氏體和(或)貝氏體組織,這就是通常所說的淬火所期望得到有組織。總之,冷卻時越過幾個轉變區,就得到相應的組織,區別在於在該區的停留時間,決定在該區域組織轉變數的多少。但是,無論在先共析區停留多長時間,都不可能全部轉變為先共析產物;同樣,對於大多數鋼來說,無論怎樣快速的達到馬氏體轉變區,都不可能全部獲得馬氏體。因此,結合具體的熱處理工藝,可以判定組織組成物;同時,根據組織組成物,可以判定熱處理冷卻工藝過程。
因此,金相分析必須要對過冷奧氏體的轉變條件以及具體條件下轉變產物有清醒的認識。
2.注意成份偏析所導致的轉變產物的差異
鋼中的成份偏析是不可避免的,特別是鑄件。局部區域的碳含量偏高或偏低、部份合金元素的聚集,都有可能出現反常組織,甚至於出現意想不到的組織。如本版「追求卓越」關於《鑄鋼熱處理後的金相組織》一貼中ZG310-570出現貝氏體類組織就是由於成份偏析所致,因為從理論上說,ZG310-570是不可能發生貝氏體轉變的。此時就要會識別貝氏體,同時對貝氏體產生的原因加以分析,否則就會出現不正確的判斷。軋制鋼中出現的帶狀組織也是成份偏析的結果。
3.同一形態的組織組成物的識別
同一形態的組織組成物,由於其得到的方式不一樣,其組織是不一樣的。
1)白色的小塊狀物
在淬火組織中,出現白色的小塊狀物,有可能是鐵素體,也有可能是碳化物,還有可能是殘余奧氏體,甚至幾者都有。
在亞共析碳鋼中,出現白色塊狀物,只能是鐵素體或(和)殘余奧氏體(若碳含量低於0.4%,只能是鐵素體)。但殘余奧氏體是過冷奧氏體轉變後的剩餘產物,因此其只能分布於馬氏體針的間隙。鐵素體由於形成條件不同而具有不同的分布形態:加熱不足形成的未溶鐵素體,其分布多呈彌散分布的碎塊狀;冷卻速度不足形成的先共析鐵素體,常呈網狀或斷網狀,有時由於數量極少,還不容易發現其有向網狀發展的趨勢。
2)白色基體上分布著白色的顆粒狀物
此類組織有三種可能:粒狀貝氏體、粒狀珠光體和回火珠光體。此時同樣要根據材料和具體的冷卻方式加以判斷。若此材料根本不可能發生貝氏體轉變,則不會是粒狀貝氏體;若是球化退火或等溫退火,則可能是粒狀珠光體;若回火溫度較高達700℃左右,則可能是回火珠光體。因此,要結合熱處理工藝,並參照其它組織其進行識別。
3)回火後的黑色針狀物
回火後的黑色針狀物是回火馬氏體或貝氏體。要根據回火溫度和化學成份,並對針狀物進行精細觀察,才能作出判定。切忌晃眼一看組織就輕率作出結論。