GIOCrNi3Mo滲碳軸承鋼工藝性能

G IOC rN i3M o 材料為滲碳軸承鋼，用于制造尺寸較大的重要滲碳零件。該材料中含有大量的合金元素鎳，經過常規的滲碳淬火熱處理后，由于材料的M S 點很低，表層為粗大的馬氏體和大量的殘余奧氏體組織 (可達到 6．7 級 )，表面硬度僅為 HR A 78·80。零件即使在淬火后經過冰冷處理，也很難達到正常的硬度要求。通過采用帶中間冷卻的滲碳淬火工藝，較好的解決了上述問題，表面硬度可達到 H R A SI 以上 。

材料元素組成及熱處理要求

技術要求：表面硬度：H R A 81．0--．83．5；心部硬度 ：H R C 30-4 2：硬化層深：550H V 1：0．4~o．6；殘余奧氏體：l～5 級：馬氏體：1~5 級 ；碳化物：1~4 級。

材料及工藝分析

材料特性

鎳是不形成碳化物的合金元素，在平衡條件下幾乎*溶入鐵素體中。對材料主要的影響是：降低共析成分的碳含量，降低共析溫度，降低 M S 點等；同時使奧氏體等溫 曲線右移。尤其在鎳含量較多 (3~5％) 時，其影響更加顯著。

常規工藝分析

為了解決滲碳淬火后殘余奧氏體較多的問題 ，該材料通常采用二次淬火中間加高溫回火的工藝方式 (工藝 l 流程 )：即在第一次滲碳后進行一次高溫回火 (630--650℃，4---5 小時，空冷) 的處理方式。高溫回火使馬氏體分解成為回火索 氏體 ，同時使殘余奧氏體中析出含鉻的碳化物 ，提高殘余奧氏體的馬氏體點，在冷卻過程將殘余奧 氏體分解 。由于高溫回火使碳化物形成元素鉻在碳化物 中富集，并使碳化物聚集 ，在重新加熱淬火時，碳化物溶解較慢，奧 氏體中的碳和鉻的含量減少，淬火后就可 以得到較細 的馬氏體和較少的殘余奧氏體組織，從而得到理想的金相組織和硬度值。

主要工藝參數及試驗結果

碳勢控制

為控制滲碳后表層殘余奧氏體的數量 ，在滲碳工藝上必須控制好最終的表面含碳量，強滲及 擴 散 的碳 勢必 須嚴 格加 以控制 。 強滲碳 勢 設定 為 1．00％ 1．05％，擴 散碳 勢設 定為0．75％-4)．80％。同時擴散段時間與強滲段時間的比例 ，也需要進行相應的增加。這樣滲碳結束后表層含碳量較高的奧氏體，在隨后的中間冷卻過程中，隨著溫度的降低，使過飽和的碳從奧氏體中析出含鉻的碳化物，從而降低了奧氏體中的碳含量，達到提高 M S點的 目的。

淬火溫度控制

應當注意的是，重新進爐加熱時采用的淬火溫度不宜過高 ( 83012 )，保溫 時間不宜過長，盡量避免已析 出的碳化物重新溶入奧 氏體。經過二次加熱重結晶后 ，晶粒得到 了細化，淬火后就可得到較細的針狀馬氏體和較少的殘余奧氏體。

試驗結果

使用帶中間冷卻的滲碳 、淬火工藝后，整個工藝時間縮短 了 l／3 左右，各項熱處理技術指標 已都能滿足要求，見表 。

各項熱處理技術指標

該工藝在淬火后低溫回火前，若能進行一次淺冰冷處理 (-20--30℃，2～3 小時)，殘余奧氏體*可控制在 2～3 級以內。

結 論

(I) G 10C rN i3M o 材料 中因含有大量 的合金元素鎳，滲碳淬火后表層組織中有大量的殘余奧氏體，表面硬度達不到正常的工藝要求。

(2) 使用帶中間冷卻的滲碳、淬火工藝后，不僅可以使工藝時間縮短，降低生產成本，8也能滿足熱處理技術指標 的要求。