轴承钢热处理变形量的分析报告

发布时间：2013-05-02 浏览次数：964

　　轴承钢在热处理过程中其体积伴随着温度的变化而变化，即线性膨胀或收缩。物体的热胀冷缩性是建立在同一种组织的条件下的规律。但是，轴承钢在热处理过程中其内部组织是由珠光体向奥氏体再到马氏体进行着转变的，而其组织的变化也会直接导致其实体的改变，现简要分析如下。
　　高铬钢在温度不高于600℃时，其线性膨胀可参照下表。

 

　　假设，钢材长度100mm，初始温度20℃，则在600℃时，材料的长度约为：L=100+100×13.6×10^-6×（600-25）=100.78mm
　　上述计算温度是在金属相变温度以下，当温度降低至初始温度以后，钢材长度亦恢复至初始长度。然而，实际中铬钢淬火温度约为850℃。热处理过程中珠光体向奥氏体转变是缩小的，但工件全部奥氏体后如果温度继续增加则会增大，奥氏体向马氏体转变是要膨胀的。
　　综上考虑，高铬钢从珠光体加热到奥氏体时是体积膨胀，然后从奥氏体冷却后转变成马氏体体积收缩，但是从珠光体到马氏体是体积增大。回火时，钢中的残余奥氏体和部分马氏体是亚稳定状态，发生分解，体积会略微缩小一些。另外，工件在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致，形成温差，会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力，应力的变化也将导致体积的些许变化。
　　然而，轴承钢的热处理体积变化量并非不可控制。通过稳定钢材的潜在因素、淬火介质、保护气氛、加热时间等过程参数，使热处理过程稳定受控便可以实现铬钢体积变化的可控性。实际生产中将热处理前机械加工的尺寸与热处理过程的变形量进行综合考虑和分析，便可使产品的Z综尺寸状态符合设计要求。