回火溫度對GCr15軸承鋼組織和性能的影響
2026-03-27鉻軸承鋼的淬火組織是淬火馬氏體、未溶解的二次碳化物和殘余奧氏體。其中馬氏體是C在a-Fe中的過飽和固溶體,是亞穩定相,過飽和碳原子有從固溶體中自發析出的趨勢;奧氏體是高溫穩定相,在室溫時不穩定,有自發析出碳化物,轉變為a-Fe固溶體的趨勢;碳化物相有聚合長大,自發降低分散度的趨勢;淬火過程中形成的內應力和亞晶結構,也處于能量上的不穩定,有自發向穩定狀態過渡的趨勢,這些不穩定因素,以及自發地向穩定狀態轉變的趨勢,都是由熱力學本身決定的,其轉變都與擴散密切相關。
回火溫度越高,這一過程相對地進行得越迅速、越徹底殘余奧氏體是軸承材料經淬回火后少量存在的亞穩定相,在軸承貯存、運輸和使用過程中將不斷地發生向馬氏體組織的轉變,由于奧氏體組織與馬氏體組織的比容差異,從而導致軸承零件的尺寸發生變化,影響軸承的使用壽命。
JB/T 1255- 2001 《高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件》對于馬氏體、屈氏體、殘余奧氏體等方面的檢測,只在光學顯微鏡下對照標準圖譜判定是否合格。為提高我國軸承的尺寸穩定性和綜合性能,JB/T 1255- -2014 《高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件》在原標準基礎上,增加了軸承零件淬回火后殘余奧氏體含量要求,對于常規淬回火工藝處理后的零件,殘余奧氏體含量要求一般小于15%。
為此,本研究以深溝球軸承外圈GCr15材料為試驗對象,通過改變回火溫度,研究相同時間回火后材料硬度殘余奧氏體含量、表面殘余應力變化的情況,為GCr15鋼低溫回火工藝的制定提供參考。
1 試驗材料及方法
試驗材料為GCrI5鋼車制的套圈,共計80件,按照CB/T 20066- 2006 《鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》對試驗用CCrl5鋼取樣,其化學成分如表1所示。

淬火油采用光亮淬火油,其閃點為186 ℃、粘度為23. 76 mm2/s、最大冷卻速率V... =98.4℃/s、特性溫度為593.7℃。將GCr15鋼車制好的外徑為φ160mm、幅高為37 mm、有效厚度為9.6 mm的深溝球軸承,放進型號為RJCD - 240輥棒淬、回火生產爐,加熱至850 ℃保溫30分鐘后油冷淬火后,然后取出5件,將其中1件用線切割機沿軸向截取4塊試樣,隨后將這4塊試樣和其余4件外圈,按1塊試樣加1件外圈分別在165、200、250、300 ℃進行回火處理,保溫時間均為3.5 小時,出爐后空冷至室溫。
將經過不同溫度回火的軸承外圈按JB/T1255-2014的要求,用型號為HR150-A的洛氏硬度計測量其硬度,用型號為AMI -21的
