热处理轴承钢金相检验报告.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划热处理轴承钢金相检验报告　　GCr15轴承钢淬回火金相检验　　GCr15钢是铬轴承钢中最具有代表性的，使用量占轴承钢的绝大部分滚动轴承一般由内圈套、外圈套、滚动体(滚珠、滚柱、滚锥或滚针)和保持器等部分组成轴承钢主要用来制造轴承的内外圈套及滚动体其工件淬回火金相检验的依据是JB/T1255-XX《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》(以下简称为：标准)　　实践中如何在标准的指导下分析、检验样品的质量，在帮助企业进行检验小型轴承淬回火工件的工作中我们积累了一些经验同时，结合理论知识的收集、整理，又对GCr15钢轴承零件的马氏体淬回火金相检验项目进行了一些总结、分析，在此与同行进行交流　　1.淬回火马氏体级别的鉴定　　GCr15属于过共析钢，预先热处理是球化退火GCrl5正常的淬火温度为：830～860℃，奥氏体中溶解有WC=%～%，以及WCr=%(尚有7%～9%的未溶碳化物)为了获得高硬度以及较好的强度、冲击韧度和使用寿命，通常采用160士5℃的低温回火正常淬火后的金相组织应为隐晶马氏体，在其上分布着未溶解的碳化物，它能保证综合力学性能的要求。

其光学显微组织通常由黑、白相间的两种马氏体区域所组成，在黑色马氏体区域中存在较多的碳化物颗粒，白色区域中比较少　　标准中对GCr15淬回火马氏体级别设定有5个级别，分别有图片参照，但是，并没有文字说明如何准确判别样品的级别，即不同级别判定的具体操作方式及简单的理论说明同时，标准中的图片印刷质量不佳，分辨不清显微组织的准确形貌配合洛阳轴承研究所提供的《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》标准评级图虽然可以清晰辨认显微组织，但也是没有具体的文字说明　　通过理论分析及查阅相关资料可知，判定GCrl5钢淬回火马氏级别是否合格的鉴定形式，实际上可以认为是分析显微组织中黑、白马氏体区域在整体组织中所占的体积比例及辨别淬、回火马氏体形貌的问题　　具体检验时，首先应当利用光学显微镜在500倍的条件下检查制备好的金相样品的显微组织中是否出现明显的粗针状马氏体及明显残余奥氏体这样做的原因是由于对于绝大多数轴承零件讲，淬、回火马氏体的最高合格级别是5级，即，马氏体基体中的任何区域中不允许出现粗针状马氏体，应当保证基体的黑、自区域均是属于隐晶马氏体的范畴　　如果没有粗针状马氏体，随后需再根据实际技术要求，具体判定淬回火马氏体中黑白区域的比例，以确定淬回火马氏体的级别。

根据其他资料可知，在淬回火马氏体级别为3级时，黑、白区域的比例是均等的；5级时，白亮区域的马氏体的视场份额在70%左右　　根据现行标准，只有5级的照片在实际工作中，经常会遇到白色马氏体区域所占的视场比例在80%～90%的情况，此时，应当如何归类根据其他资料可知，当淬回火马氏体的级别为6级时，在白亮的马氏体区域中，出现了明显的零星分布的局部粗针状马氏体及残余奥氏体的岛状区域，这实际上是一个实践中非常明确的判定标准据此，我们可以在实践中根据粗针状马氏体出现与否的条件，判定组织是否归于5级，还是属缺陷次品这样，在判定合格与否时，是否能观察到明显的局部粗针状马氏体及残余奥氏体是关键，需要说明的是，只要有一个小区域存在粗针状马氏体，就应当判定为不合格　　根据标准，检测需在工件的纵截面上进行淬回火马氏体级别鉴定时样品的腐蚀要恰当，最好在制样过程中反复抛光、腐蚀几次为佳如果出现强烈的过热(>1000℃)情况，在GCr15钢中会出现明暗相间的“带状组织”，整个基体组织的马氏体均是属于粗针状，残余奥氏体很多，此时，组织当然是属于疵病　　2.关于非金属夹杂的鉴别　　标准中没有关于非金属夹杂的检验部分这是因为在GCr15原材料生产的部颁标准YB9-1968中对钢中的非金属夹杂物的级别已经提出了严格的要求，合格产品应当是避免了非金属夹杂的出现或影响，所以在轴承零件的检验标准中不再涉及非金属夹杂的检测。

　　实际工作中发现，氧化物、硅酸盐夹杂比较罕见，硫化物夹杂的出现比较频繁当然，根据资料，近年的研究认为硫化物对轴承钢寿命并无有害影响从切削加工角度讲，适当放宽对硫的严格控制是可行的　　但是，有两个因素使对于硫化物的控制还是有其必要性的首先，实际检验过程中，硫化物的视场检测级别过高，即，总的观测长度过大是常见的缺陷情况　　其次，硫化物的分布与碳化物带状形貌有着共生的现象、如果有碳化物带状形貌，必然可以观察到带状分布区域存在大量的条状硫化物夹杂沿碳化物带状分布方向的分布这种情况尤其在轴、圈套、滚针零件中容易出现　　所以，即使硫化物本身对材料性能的影响可以忽略不计，但是，其间接对组织碳化物分布的影响必须子以考虑，同时，硫化物级别过高，就不得不考虑材料的基本素质要求是否合格(有些文献中也对于硫化物夹杂在失效过程中的有害作用进行了分析)因此，还是需要在检测过程中关注非金属夹杂的情况.对于经常出现的硫化物的情况给予必要的关注，以避免影响使用效果　　由于标准中对硫化物的检测没有标注，对于硫化物夹杂类型、级别判定的标准暂时根据YB9-1968或《高碳铬轴承钢》国家标准(GB/T18254-XX)来进行控制，以确保产品质量。

　　实际检测时，非金属夹杂的鉴别可以作为第一检验项目，在试样抛光未腐蚀的情况下进行，放大倍数为100倍，取最严重处进行测定检测样品的纵截面　　3.碳化物带状分布及碳化物液析组织　　为了提高轴承钢的疲劳寿命，不仅需要严格控制钢中非金属夹杂物，而且需要认真改善钢的碳化物不均匀性带状碳化物是一个不均匀的组织因素，对退火、淬火后的组织转变有相当大的影响严重的碳化物带习泛组织使获得均匀的淬火组织发生困难在淬火加热时原来贫碳的区域容易发生过热，奥氏体晶粒比较粗大而且不均匀，马氏体是针状而不是隐品状的在原来的富碳区域则容易出现托氏体组织、由于碳化物带状组织引起的淬火组织的不均匀性，使得零件中的内应力增大，托氏体的出现也使零件表面硬度不均匀此外，严重的碳化物带状组织使工件在淬火时产生较大的变形，增加热变形后钢的各向异性，带状组织还会成为形成淬火裂纹的根源、　　钢锭在冷凝过程中如果产生严重结晶偏析，会在枝晶问形成共晶碳化物在热压力加工时，这种碳化物晶体的薄层顺沿金属的变形方向延伸而形成长条状或断续条状的碳化物液析　　带状组织及液析组织都是钢材材质的一种缺陷，在YB9-1968中有明确规定，所在标准中对此也没有涉及，应当参照夹杂物检测方式，在实际生产检验中，根据其他标准进行材质的控制。

　　轴承钢热处理轴承钢材料检测　　一、常用轴承材料　　1、轴承钢的分类　　1）、铬轴承钢　　2）、无铬轴承钢　　3）、渗碳轴承钢　　4)、不锈轴承钢　　5)、高温轴承钢　　6)、防磁轴承钢　　2、我公司常用材料　　表1国内外牌号对照表　　二、轴承钢常用热处理　　轴承钢热处理轴承钢材料检测，正火是为了消除和改善锻造后的网状碳化物和粗片状珠光体组织gcr15的正火温度930-950℃，保温30-60分钟　　2高温扩散退火　　目的是减小钢材的显微偏析gcr15的扩散温度1180-1220℃，保温10小时以上3球化退火　　目的：1）为淬火提供良好的原始组织；2）降低硬度以便于切削加工；3）提高塑性，以便于冷拉等加工　　4去应力退火　　目的是消除加工应力，减小淬火变形和开裂550±10℃保温3-5小时取出空冷或650℃保温3-5小时随炉冷却至550℃后取出空冷　　5再结晶退火　　目的是消除冷变形引起的晶格扭曲、晶粒破碎或变形，消除冷变形引起的加工硬化和大的内应力gcr15的再结晶温度670-720℃，保温2-8小时，具体保温时间视装炉量多少而定6淬回火　　目的是为了提高钢的硬度、强度、耐磨性和接触疲劳强度，并通过以后的回火使钢获得优良的综合机械性能。

gcr15的淬火加热温度820-860℃，保温时间视具体情况而定　　三、高碳铬轴承钢高低倍组织的评定　　1低倍组织　　从任意6根圆钢的任意端各取1个试样进行检验　　将试样在温度为65~80℃、50%盐酸水溶液中浸蚀25~40分钟，以正确显示钢的低倍组织为准，用目视或不大于10倍放大镜观察，按gb/t18254附录a第1、2和3级别图评定　　中心疏松的评级：主要依据试样中心部位的缺陷大小、数量、聚集程度以及占据的面积一般疏松的评级：主要根据试样面上缺陷的大小、数量、所占面积和树枝状晶的粗细程度偏析的评级：主要根据试样面上偏析带的组织疏松程度及偏析带的宽度　　经酸浸的试样面上应无缩孔、裂纹、皮下气泡、过烧、白点及有害夹杂物　　2非金属夹杂物检验　　非金属夹杂物检验用试样需经过淬回火，检验面应完全抛光　　表4钢中常见夹杂物的特性　　a）在所观察的视场中，将各类粗、细系夹杂物分别评定　　b）当出现两级之间的夹杂物时，其级别应按相邻较小级别评定　　c）对于同类夹杂物，当出现介于粗系与细系之间的夹杂物时，其形状或厚度接近哪个系则按哪个相应的系列图片进行评定　　d）在同一视场，出现分布在同一母线而断续的同类同系的b、c类夹杂物时，若两条夹杂物断开间距大于(在100倍下为)，应按两条夹杂物计算；若小于则算做一条夹杂物进行评定。

　　e）非传统类型的夹杂物可通过将其形状与5类夹杂物进行比较，根据它们的形态归类评定；比如：氮化钛成串时归入b类夹杂物进行评定，单个时根据其尺寸归入d类或ds类进行评定3显微孔隙检验　　显微孔隙在淬火后的纵向试样磨光面上放大100倍按gb/t18254附录a第5级别图评定4脱碳层深度测量　　脱碳层深度=全脱碳层+贫碳层　　测量深度为心部组织碳化物数量的80%的位置　　5退火组织检验　　退火组织检验采用横向试样抛光面用2%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大500倍按gb/t18254附录a第6级别图评定　　产品退火组织检验采用横向试样抛光面用%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大1000倍按sep1520标准评级图谱第2系列图谱进行评定显微组织应为细小、均匀、完全球化的珠光体组织　　a）根据碳化物球化程度及碳化物的形状、大小和分布状况评定　　b）出现球化不良的索氏体及碳化物密集成堆时，应判为不合格　　c）当出现两级之间的情况时，往上或往下选拔评级　　6碳化物网状检验　　碳化物网状检验采用淬火后横向试样抛光面用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大500倍按gb/t18254附录a第7级别图评定　　产品碳化物网状检验采用横向试样。

球化试样抛光面用%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大1000倍进行评定淬火试样抛光面用4%硝酸酒精溶液浸　　蚀后，放大200倍进行评定球化试样碳化物网状按sep1520标准第4系列图谱评定淬火试样碳化物网状按sep1520标准评级图谱第5系列图谱评定　　a）根据碳化物网络的封闭程度进行评定　　b）根据碳化物网络的大小以及碳化物网的粗细程度进行评定　　c）对具有三叉状的碳化物应严加控制　　7碳化物液析检验　　碳化物液析采用淬火后纵向试样试样抛光面用4%硝酸酒精溶液深浸蚀后，放大100倍按gb/t18254附录a第9级别图进行评定　　产品采用淬火后纵向试样试样抛光面用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大100倍按sep1520系列标准评级图谱第6系列图谱评定　　碳化物液析评级主要根据炭化物条块的数量、分布状态、条块的大小来评定　　8碳化物带状检验　　轴承钢热处理　　碳化物带状采用淬火后纵向试样试样抛光面用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，放大100倍按gb/t18254第8级别图评定。