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低温处理对En31轴承钢组织性能的影响

发布时间：2011-12-06 浏览次数：3451

　　近几十年来，在钢的加工方面，低温处理又被日益关注。对热处理的原理现已有很好的了解，但对低温处理的机制却仍是个迷。有人认为，低温处理只是常规热处理的延续，即将残余奥氏体进一步转化为马氏体。但也有人对此有所怀疑。有些工具钢经低温处理后，工作寿命延长。经研究发现，低温处理后，晶粒尺寸减小了1-4%。另有研究发现，MZ高速工具钢及SAE52100轴承钢经低温处理后，耐磨性提高，这与碳化物析出和硬度提高有关。En353渗碳钢经浅低温处理和深低温处理后，与常规热处理后的相比，耐磨性分别提高了85%和372%。有人认为，低温处理应在回火前进行，而有人建议低温处理应在回火后进行，争论仍在继续。
　　En31轴承钢成分与SAE52100钢相似，通过研究考察低温处理对该钢种韧性及硬度的影响，并对低温处理后的试样进行回火处理，通过显微组织分析来说明性能改进的机制。
　　试验用钢的化学成分(wt.%)为：0.96C、1.09Cr、0.57Mn、0.21Si、0.023S和0.031P，原始试样为Φ20的圆棒料。试样首先在820℃进行60分钟的奥氏体化，随后油淬，常规热处理的试样接着在150℃进行90分钟的回火，而浅低温处理和深低温处理的试样分别在-80℃和-196℃进行5小时和24小时的低温处理，低温处理后的试样缓慢回升至室温后再在150℃进行90分钟的回火，原始材料的硬度为23HRC。
　　试验结果表明，低温处理能促进残余奥氏体向马氏体的转变，但完全的转变仍未达到。经常规热处理和浅、深低温处理的回火后的材料的冲击韧性值都很低，且基本相同。这三者回火前、后的硬度分别为56和55HRC、61和59HRC及62和60HRC，浅、深低温处理后的硬度比常规热处理后的分别提高13%和14%。尽管回火后的硬度比回火前的还略小，但未回火的马氏体具有很大的脆性，回火后能释放内应力，提高韧性和塑性，从而得到更合理的强度和韧性的配合。回火时，过饱和的马氏体能析出细小而弥散分布的碳化物，因此，低温处理后进行回火处理是合理的，它能有效提高硬度和耐磨性。