軸承用表面滲碳鋼、碳素鋼、中碳合金鋼的碳化物,是過(guò)共析鋼、亞共析鋼類(lèi)或含有合金元素而有些不同,但基本與高碳鉻軸承無(wú)大區(qū)別,但是不銹軸承鋼與耐熱軸承鋼,由于含有多種合金元素而析出的碳化物卻很不相同。比如說(shuō)9Cr18不銹軸承鋼、c1Cr11MoV鋼、1Cr12MoV耐熱軸承鋼等。
高合金鋼的碳化物從1950年開(kāi)始便有大量研究,從1962年、1973年的資料中可以得出,以下幾點(diǎn)。
碳化物形成元素Cr、V、Mo、w在M3C中置換固溶的限度如下:( Fe, Cr)3C<16 % Cr,( Fe,V)3C<0.6%V,( Fe, M0)3C<1.8 %Mo,(Fe,W)3C< 1.3% W。超出上限后,由于碳化物反應(yīng)有所變化,例如(Fe,Cr)3C在Cr16 %至35%時(shí),形成(Cr,F(xiàn)e)23氓,麗Cr濃度進(jìn)二步濃縮至上限50%時(shí)形成(Cr,Fe)7C327
軸承鋼用不銹鋼含Cr量在12.5% -19%,在退火平衡狀態(tài)的碳化物是(Cr,F(xiàn)e)23C6,其進(jìn)行淬回火時(shí),500℃以下析出過(guò)渡碳化物(Fe,Cr)2C,700℃以下是(Fe,Cr)23C6與(Cr,F(xiàn)e)7C3共存,700℃以上開(kāi)始形成(Cr,F(xiàn)e)23C6,也即Cr原子的擴(kuò)散,超過(guò)400℃開(kāi)始活躍,溫度越升高越形成Cr濃度高的碳化物如(Cr,F(xiàn)e)7C3或(Cr,Fe)23C631)。
軸承用的不銹鋼中也有SUS440C等高C的鋼種。由于共晶反應(yīng)有粗大碳化物析出,碳化物為(Cr,F(xiàn)e)7Q,其與奧氏體共存,在熱處理及熱加工時(shí)不能消除91,在耐蝕性及表面粗糙度等方面對(duì)于軸承性能有不良影響。但是,為了滿(mǎn)足軸承最重要的高硬度的要求,SUS440C鋼仍成為最普遍采用的不銹軸承鋼。
耐熱軸承鋼中含有多量的Cr、Mo及w等元素,退火狀態(tài)的碳化物是M6C、M23C6及MC。M6C的組成是F4MQC- Fe3 Mo6, C或Fe4W2C或FeW3C,用(Fe,w,Mo,Cr,v)6C表示,M23 C6類(lèi)單一系以Fe21W2C6或是Fe21W3C6表示,復(fù)合系以(Cr,F(xiàn)e,Mo,V,)23C6表示。在上述碳化物中,AlC與MC因由包晶反應(yīng)形成,故易粗大化并且不固溶于奧氏體。在淬火溫度下M23氓的全部及MC的一部分固溶,而回火時(shí)300℃析出Fe3C。500℃時(shí)過(guò)渡碳;物M2C等析出,570℃以上便形成M6C及M23C6。亦即說(shuō)明,回火溫度越高碳化物中的合金元素濃度越高,由于碳化物的析出硬化以及殘留奧氏體的馬氏體化兩種作用疊加,形成回火二次硬化現(xiàn)象。這種良好的抗回火軟化性能使軸承具有耐熱性能。