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解析表面滲碳軸承鋼的淬透性及化學(xué)成分?

由于用途不同，需要軸承在不同條件下工作，除高碳鉻鋼外，還有其他軸承用鋼種，表面滲碳鋼的使用量僅次于高碳鉻軸承鋼表面滲碳軸承用鋼的歷史并不短，可以追溯至1899年，當(dāng)時蒂姆肯公司為了制造承受再復(fù)沖擊或彎曲應(yīng)力的軸承，研制圓錐滾子軸承時，使用了表面滲碳鋼，此后，主要是美國在汽車等車輛用或軋鋼機(jī)方而的軸承，使用此種鋼材較多。
日本在1922年已使用了表面滲碳鋼，正式的使用是在1930年的N鋼和1935年的Ni-Cr鋼，均用于飛機(jī)引擎的軸承u從提高鋼的性能及滲碳技術(shù)，還有降低成本的角度考慮，現(xiàn)在使用最多的是Cr鋼，然后足Cr-M()鋼，這類表而滲碳鋼，有良好的冷加工性與疲勞壽命，目前有更大發(fā)展的趨勢。表1是ISO所定軸承用表面滲碳鋼的化學(xué)成分，表2是其淬透性。
表1-軸承用表面滲碳鋼的化學(xué)成分
序號 鋼號 相當(dāng)鋼號 C Si Mn Cr Mo
B20 20Cr3 (SAE5120) 0.17-0.23 0.4以下 0.60-0.90 0.60-1.00  
B21 20Cr4 SCr420 0.17-0.23 0.4以下 0.60-0.90 0.90-1.20  
B22 20MnCr4-2   0.17-0.23 0.4以下 0.60-1.10 0.45-0.75  
B23 17MnCr5   0.14-0.19 0.4以下 1.00-1.30 0.80-1.10  
B24 19MnCr5   0.17-0.22 0.4以下 1.10-1.40 1.10-1.30  
B25 15CrMo4 SCM415 0.12-0.18 0.4以下 0.60-0.90 0.90-1.20 0.15-0.25
B26 20CrMo4 SCM420 0.17-0.23 0.4以下 0.60-0.90 0.90-1.20 0.15-0.25
B27 20CrMo4-2 SAF4118 0.17-0.23 0.4以下 0.65-1.10 0.40-0.75 0.10-0.20
B28 20NiCrMo2 SNCM220
(ASE8620)		 0.17-0.23 0.4以下 0.60-0.95 0.35-0.65 0.15-0.25
B29 20NiCrMo7 SNCM420
(ASE4320)		 0.17-0.23 0.4以下 0.40-0.70 0.35-0.65 0.20-0.30
B30 18NiCrMo74-6   0.15-0.21 0.4以下 0.50-0.90 1.50-1.80 0.25-0.35
B31 18NiCrMo14-6   0.15-0.20 0.4以下 0.40-0.70 1.30-1.60 0.15-0.25
B32 16NiCrMo16-6   0.14-0.18 0.4以下 0.25-0.55 1.00-1.40 0.20-1.40
表2-軸承用表面滲碳鋼的淬透性
序號 距淬火的距離
B20 1.5 (3) 7 9 11 13.5 15
B21 48-40 46-34 41-27 34-22 31-20 29~ 27~
B22 49-41 48-38 42-26 38-23 36-21 29~ 26~
B23 49-41 48-38 42-26 39-24 37-21 34~ 33~
B24 47-39 46-36 44-31 44-28 39-24 37-21 35~
B25 46-39 45-36 41-29 38-24 34-21 31-20 29~
B26 48-39 47-35 44-31 41-26 39-25 37-24 35-23
B27 48-40 46-37 40-27 34-22 29~ 27~ 25~
B28 49-41 48-37 45-31 42-25 36-22 34-23 32-22
B29 48-40 46-37 40-27 34-22 29~ 27~ 25~
B30 48-40 48-39 48-38 34-22      
B31 48-40 47-39 46-38 34-22      
B32 48-40 47-39 46-38 34-22 29~ 27~ 25~
表面滲碳鋼，其滲碳層或碳氮共滲硬化層有良好的疲勞壽命及穩(wěn)定的組織，另外為廠提高內(nèi)部的韌性，具有必要的淬透性和機(jī)械強(qiáng)度，可適量地加入Mn、Cr、Mo、Ni。其中Cr、Mo生成碳化物，提高耐磨性及滲碳性能，Mo和Ni又是提高韌性的重要元素。其添加含量應(yīng)考慮：Cr、Mo以不致生成難溶碳化物M7 C3和M23Ct為限，Cr含量在2%以下，Mo含量在0.5%以下，Ni含量住4%以F（考慮飽和淬透性）c另外，微量加入Al、Nb或V元素，析出細(xì)小的碳化物、氮化物，在高溫滲碳時可防止晶粒粗大化。表面滲碳鋼以滲碳淬火處理為多?？紤]經(jīng)濟(jì)性的小型軸承可用Cr鋼、CrMo鋼，重視淬透性的大型軸承可用Ni-Cr-Mo鍘：碳氮共滲淬火處理適用于小型軸承或防止熱處理變形的薄擘軸承，生產(chǎn)時可使用淬透性低的合金鋼，有時也使用低碳鋼。
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