一种高韧性轴承钢及热处理方法技术

本发明专利技术涉及合金材料领域，具体为一种高韧性轴承钢及热处理方法，其组成按重量百分比包含：Cr：1.5

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性轴承钢及热处理方法


[0001]本专利技术涉及合金材料领域，具体为一种高韧性轴承钢及热处理方法。

技术介绍

[0002]轴承是机械传动过程中用来固定旋转轴与其它部件的相对运动，起支承或导向作用。按照运动元件摩擦性质不同可以分为滑动和滚动轴承这两类。其性能决定了主机的精度、性能、寿命和可靠性。轴承常在摩擦力、压应力等交变负荷和腐蚀介质等恶劣环境下工作，不仅要承受各种瞬时冲击力，而且需承受各类高交变应力，这就会使轴承产生疲劳裂纹和摩擦破坏，严重时甚至会出现轴承套圈断裂破坏。因此对轴承钢基本要求就是具有良好的耐蚀性和抗磨性，而心部还应该具备良好的韧性、尺寸稳定性、较高的接触疲劳强度和良好的冷热加工性能等，韧性的提高可以保证轴承在遭受冲击时保持尺寸稳定性，不因破坏而失效，目前的轴承钢材料低温韧性较差，难以满足使用需求。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种高韧性轴承钢及热处理方法。
[0004]所采用的技术方案如下：
[0005]一种高韧性轴承钢，其组成按重量百分比包含：
[0006]Cr：1.5
‑
2.5％、Ni：1
‑
2％、Mn：1
‑
1.2％、Ti：0.1
‑
0.2％、Ta：0.02
‑
0.04％、RE：0.08
‑
0.12％、C：0.2
‑
0.5％、Si：0.05
‑
0.1％、Hf：0.1
‑
0.15％、Sb：0.05
‑
0.1％、Zr：0.05
‑
0.1％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。
[0007]进一步地，其组成按重量百分比包含：
[0008]Cr：1.5
‑
2％、Ni：1.2
‑
1.5％、Mn：1.1
‑
1.2％、Ti：0.15
‑
0.2％、Ta：0.03
‑
0.04％、RE：0.11
‑
0.12％、C：0.3
‑
0.35％、Si：0.06
‑
0.08％、Hf：0.1
‑
0.12％、Sb：0.08
‑
0.1％、Zr：0.05
‑
0.07％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。
[0009]进一步地，其组成按重量百分比包含：
[0010]Cr：1.62％、Ni：1.3％、Mn：1.15％、Ti：0.15％、Ta：0.03％、RE：0.11％、C：0.33％、Si：0.08％、Hf：0.12％、Sb：0.08％、Zr：0.06％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。
[0011]本专利技术还提供了一种高韧性轴承钢的热处理方法：
[0012]将经熔炼、锻造得到的轴承钢坯件升温至1000
‑
1050，而后空冷至室温，再升温至920
‑
930淬火，待冷却至与淬火液相同温度后，升温至580
‑
600回火，而后空冷至室温即可。
[0013]进一步地，将经熔炼、锻造得到的轴承钢坯件升温至1000
‑
1050，保温100
‑
150min后空冷至室温，再升温至920
‑
930淬火，待冷却至与淬火液相同温度后，升温至580
‑
600回火，回火时间为300
‑
400min，而后空冷至室温即可。
[0014]进一步地，将经熔炼、锻造得到的轴承钢坯件以50
‑
80/h的速度升温至1000
‑
1050，而后空冷至室温，再以20
‑
40/h的速度升温至920
‑
930淬火，待冷却至与淬火液相同温度后，以40
‑
50/h的速度升温至580
‑
600回火，而后空冷至室温即可。
[0015]进一步地，所述淬火液组成按重量百分比包含：
[0016]聚合氯化铝4
‑
6％、聚丙烯酸钠1
‑
3％、亚氨基二琥珀酸0.1
‑
0.2％、山梨醇酐单棕榈酸酯0.1
‑
0.2％、氯化锌0.5
‑
1％、氯化钾0.1
‑
0.2％、氯化钙0.1
‑
0.2％、乙醇5
‑
10％、余量为水。
[0017]进一步地，所述淬火液组成按重量百分比包含：
[0018]聚合氯化铝5％、聚丙烯酸钠1.2％、亚氨基二琥珀酸0.1％、山梨醇酐单棕榈酸酯0.2％、氯化锌0.8％、氯化钾0.1％、氯化钙0.2％、乙醇8％、余量为水。
[0019]进一步地，轴承钢坯在淬火液中冷却时，通过搅动保持淬火液的流速为0.5
‑
1m/s。
[0020]进一步地，所述淬火液温度为18
‑
30。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术提供了一种高韧性轴承钢及热处理方法，Cr能增加轴承钢的淬透性并有二次硬化作用，可提高轴承钢的硬度和耐磨性而不使其变脆，Ni在轴承钢中是形成奥氏体的元素，Mn的作用在于它降低轴承钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温，Zr是强有力的脱氧和脱氮元素，Zr能细化轴承钢的奥氏体晶粒，防止轴承钢的热脆性，Hf元素不仅能够提高淬透性，提高淬火效果，还因为Hf元素耐高温，可以阻止马氏体分解，以便于提高最终得到的纳米贝氏体和马氏体的稳定性，RE元素能够细化晶粒，从而能够提高轴承钢性能，轴承钢坯件热处理后形成细小贝氏体，随后相变形成部分纳米贝氏体组织，残余奥氏体存在于纳米贝氏体中，Si的固溶强化和纳米贝氏体的类析出强化是本专利技术轴承钢具有高强度的主要原因，本专利技术所制备的高韧性轴承钢各项力学性能优异，其中0℃断裂韧性≥50Mpa
·
m
1/2
，
‑
20℃断裂韧性≥43Mpa
·
m
1/2
，能够满足较低温度下的使用需求。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1中锻造棒材热处理前的SEM微观组织图片；
[0024]图2为本专利技术实施例1中锻造棒材热处理后的SEM微观组织图片；
[0025]M为马氏体，B为贝氏体，SC为球状碳化物；
[0026]图1主要由马氏体、残余奥氏体和球状碳化物，图2主要由马氏体、贝氏体、残余奥氏体和球状碳化物组成。
[0027]图3为本专利技术实施例1中锻造棒材热处理前的冲击断口形貌；
[0028]图4为本专利技术实施例1中锻造棒材热处理后的冲击断口形貌；
[0029]锻造棒材热处理后的冲击断口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性轴承钢，其特征在于，其组成按重量百分比包含：Cr：1.5
‑
2.5％、Ni：1
‑
2％、Mn：1
‑
1.2％、Ti：0.1
‑
0.2％、Ta：0.02
‑
0.04％、RE：0.08
‑
0.12％、C：0.2
‑
0.5％、Si：0.05
‑
0.1％、Hf：0.1
‑
0.15％、Sb：0.05
‑
0.1％、Zr：0.05
‑
0.1％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的高韧性轴承钢，其特征在于，其组成按重量百分比包含：Cr：1.5
‑
2％、Ni：1.2
‑
1.5％、Mn：1.1
‑
1.2％、Ti：0.15
‑
0.2％、Ta：0.03
‑
0.04％、RE：0.11
‑
0.12％、C：0.3
‑
0.35％、Si：0.06
‑
0.08％、Hf：0.1
‑
0.12％、Sb：0.08
‑
0.1％、Zr：0.05
‑
0.07％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。3.如权利要求1所述的高韧性轴承钢，其特征在于，其组成按重量百分比包含：Cr：1.62％、Ni：1.3％、Mn：1.15％、Ti：0.15％、Ta：0.03％、RE：0.11％、C：0.33％、Si：0.08％、Hf：0.12％、Sb：0.08％、Zr：0.06％、其余为Fe和其它不可避免的杂质。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述高韧性轴承钢的热处理方法，其特征在于，将经熔炼、锻造得到的轴承钢坯件升温至1000
‑
1050，而后空冷至室温，再升温至920
‑
930淬火，待冷却至与淬火液相同温度后，升温至580
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪桥，李伟民，周卫兵，
申请(专利权)人：无锡市源通轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：