GCr轴承钢的热处理工艺设计

1、执 八、设计题目GCr15轴承钢的热处理工艺计处 理 工 艺课程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：GCr15轴承钢的热处理工艺设计院 系：机械工程学院班 级：材料成型及控制工程 XXXX学 号：0 9 1 1 0 1 1 00学生姓名：idealwang指导教师：黄 老师热处理工艺课程设计任务书学生姓名 Idealwang院系专业机械工程学院材料XXXX 设计要求：1 .相变点的确定2 .热处理工艺参数的制定3 .热处理设备的选择4 .组织特点和性能的分析5 .夹具的设计或选用6 .工艺卡片填写学生应完成的工作：进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。 根据零件的

2、技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工 艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择设备，设计或选定装夹具， 作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各种 热处理工序的工艺参数的选择依据和各种热处理后的显微组织作出 说明。任务下达日期：2011年12月19日任务完成日期：2011年12月26日答辩日期：指导教师：黄新学生签名：目录1热处 理工艺 课程设 计的目的-42零件 的技术 要求及 选材-42.1工作条件和技术要求 42.2材料的选择52. 3化学成分及合金元素的作用 63热处理工艺课程设计的内容及步骤 73. 1相变点的确定74. 2热处理工艺8 3.2.1工艺流程3.2

3、.2 热处理工艺参数的制定103.2.3 处理工艺卡片填写 12123.2.4 作过程中的注意事项1 .3 家具的设计或者选用及零件的摆布133 . 4 热 处 理 设 备 的 选 择 1 6163.5 组织特点和性能的分析4 总结215 收获和体会 236 参考文献 237 附表 1 热处理工艺卡 25§ 1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练 习， 是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。 其目的是： （1） 培养学 生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识 得到巩固和发展。（2） 学 习 热处理工艺设

4、计的 一般方法 、 热处理设备选 用 和 夹具设计等 。（3） 进行热处理设计的基本技能训练 ， 如计算 、 零件绘 图和学习 使用 设计资 料、手册、标准和规范。因此，本课程设计要求我们综合运用所学知识来解决生产实践中的热处 理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，夹具的设计 等。要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍。如何灵活使用资 料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是 一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的 重要 环节 ， 纸 上谈兵是 经不 起考

5、验的 ，扎 实 的 理论唯 有通过实 践才 能够证 明 ， 且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给 出 20 余 种 不 同 牌 号 的 材 料 ， 要 求 学 生 以 个 人 （ 允 许 讨 论 ） 或 组 队 的 方 式 完 成 热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团 队合作意识等是大有裨益的。§ 2 零件的技术要求及选材2.1 工作条件和技术要求轴承广泛用于柴油机、拖拉机、机床、汽车和火车等各种机械设备与车 辆上，它有轴承内套、外套、滚动体和保护器四部分组成的。内套紧装于主 轴上，随轴一起转动。而外套则装在轴承座中静止不动

6、，在轴转动过程中， 内套和滚动体发生转动和滚动，在高速运动下服役，承受点或线的接触的周 期性的高压交变载荷和应力的作用，因此容易造成局部应力集中。随着科学技术的发展，一些特殊用途的轴承想着高转速、高负荷、高温、 低温、特大型、特小型、低噪声发展。例如，轴承转速Dn值已达到4000000r/min;承受局部接触应力达 4000MPa； 工作温度达 600 以上 ； 超低温度达到-350 ； 有 的 轴承最大直径达 4.1m 、质 量达 到 7700kg ；办 公室 自 动化 机器等 小型 轴承 则要求抑制噪声。滚动体和内外套三者之间既呈现滚动又呈现滑动，故会产生滚动摩擦和 滑动摩擦，因此在分析上

7、述过程中可知，滚动轴承的损坏形式为接触疲劳破 坏和磨损，要求滚动体与内外套应具有高的抗疲劳性能和耐磨性，有良好的 尺寸稳定性，才能确保轴承高的使用寿命。所以轴承钢的零件热处理后的硬 度要求见JB/T 1255-2001 标准规定，套圈硬度一般为5765HRC;钢球硬度 一般为5866HRC,滚子硬度一般为5765HRC。以球轴承为例。图 1. 向心球轴承及其载荷分布情况2.2 材料的选择本课程设计所要 求 的轴承 钢为 高碳铬钢 。轴 承工 作时 ，套 圈与滚动体之 间 呈点接触或线接触，承受着集中的周期性交变载荷，并在其高速运转中，同 时存在着滚动 摩擦和滑 动摩 擦 。因 此疲劳 断裂 和

8、 磨损 是轴 承破坏 的 主要形式 。 基于轴承的工作条件和破坏形式，对轴承钢的性能提出以下要求：具有高的 接触疲劳 强度和抗 压强 度 ；具 有 高 的 弹性极 限和 屈服极 限 ；具 有一定的 韧性 ； 据有良好的尺寸稳定性；具有一定的抗腐蚀性能；具有高而均匀的硬度与耐 磨性；具有良好的工艺性能。根据其性能要求，在材料选择上，也注意以上几点，通常选用高铭轴承钢来制造轴承零件，如GCU5。其含碳量为0.95% 1.05%，铭元素的含量为0.5%1.65%,确保高硬度的要求。铭元素的加入明显 提高了钢的淬透性，同时细化了晶粒，淬火后在马氏体晶体基体上分布细小 的、均匀的碳化物，不会出现纤维状的

9、碳化物。铭还能提高低温回火的稳定 性。因此适合制造轴承。2.3 化学成分及合金元素的作用GCU5为常用的高碳铭钢的一种，是应用最广泛的的一种轴承钢，用于制 造中小型轴承，也可以制造部分大型轴承。表1.GCr15钢化学成分（）钢号CSiMnCrGCr150.951.050.150.350.250.451.401.65MoPS<0.10< 0.025<0.025表2. GCr15钢常温下的物理性能硬度HV抗拉强度MPa纵向弹性模数/MPa平均线膨胀 系数a/ C -1密度g. cm3材料热处理772156918612100000.0000017.85淬火GCr15所含元素的作用:

10、碳 保证轴承在淬火和低温回火后得到高硬度、高耐磨性和高的接触疲 劳性能。铭 可以增加淬透性，还能部分溶于渗碳体形成较稳定的合金渗碳体， 热处理后得到的细小的均匀的碳化物，对提高钢的耐磨性，尤其是对提高解 除疲劳强度十分有利。铭还能提高马氏体的低温回火稳定性，热处理后得到 均匀的高硬度，从而有效地提高钢的耐磨性。硅、钮 以进一步提高淬透性，适合制造大轴承。但是钻会增加钢的过热 倾向，含量过高会引起残留奥氏体量增加。硅还会增加钢中氧化夹杂，故需 要加以限制。旬 主要作用是提高钢的淬透性，改善力学性能，特别是具有提高韧 性的效果。此外还可以提高钢的耐磨性和渗碳性能，铝含量在此类钢中一般 在1.00%

11、以下。磷、硫 严格控制有害元素磷和硫量，磷在加热时会促使晶粒长大，并增 加钢的脆性，降低硬度、增加淬火开裂倾向。硫会增加钢中硫化夹杂。§ 3热处理工艺课程设计的内容及步骤3.1 相变点的确定GCr15轴承钢是一种高碳铭钢，当向高碳铭轴承钢加入硅和钮合金元 素后，它的多元状态图变得更加复杂了。硅的作用主要是引起相变点A1、A3、 Acm升高，从而使状态图的A区趋于封闭；钮的作用则是引起S点左移，并使 A1、A3下降，Acm升高，造成A区扩大。钢中硅几乎全部溶入固溶体中，而 钻除一部分溶入固溶体之外，其余则形成渗碳体型碳化物(Fe, Cr, Mn) 3C。 通过查找资料，可知Fe-C-C

12、r状态图上含1.6%Cr的垂直截面：图2.Fe-C-Cr 状态图上含1.6%Cr的垂直截面表3. GCr15 钢的临界点项目Ac1Ac mA 1Ms温度/ C7459007002403.2 热处理工艺3.2.1 工艺流程及目的铭轴承钢零件的产生工艺路线一般如下: 轧制一正火一球化退火一机械加工一淬火一冷处理一低温回火一磨加工一附 加回火一成品1.正火工艺如果毛坯锻造工艺不当，出现沿奥氏体晶界析出的二次网状碳化物和条 状珠光体组织，因为它们在随后的球化退火过程中不能完全消除，从而影响 零件的使用寿命，所以先采用正火工艺来消除这些组织。有粗大的网状碳化 物的GCr15钢， 采用900950 c的加

13、热温度，工件透热后保温4060min , 正火。若正火的加热温度过高，在冷却过程中也易析出网状碳化物，故需要 采用较快的冷却速度。在油或水中冷却时，冷至500 c时应取出，以免产生裂 纹。正火的目的：改善或消除网状碳化物，提高冲击韧度退火时过热组织的返修。细化原始组织，为提高抗回火稳定性做准备2.球化退火工艺经过锻造后的工件，如果其显微组织为细片状珠光体，则可直接进 行球化退火。其目的是：降低硬度，便于切削加工，获得均匀的分布的细 颗粒珠光体、为淬火做好准备，改善热处理的综合力学性能，消除加工硬 化，增加塑性。GCr15钢通常采用等温退火。其工艺是将刚才加热到780 810 C,保温36个小时

14、，然后再690750 C,保温4个小时以上，以便 组织全部球化。790 c被认为最佳的球化加热温度。因为加热温度过高，大 量碳化物溶解，球化结晶核心少，球化后为粗大的球状珠光体或部分片状 组织；加热温度偏低，球化退火后组织中仍保留尚没转变的片状珠光体。 最佳的等温球化退火工艺如图：温度/C图3.高碳铭轴承钢等温球化退火工艺曲线球化退火的目的：使片状珠光体转变为细粒珠光体，为淬火准备 良好的原始组织。降低硬度使其易于切削加工。提高塑性使其易于冷拉、冲压、冷辗3. 淬 火 工 艺一般采用淬火和低温回火，其目的是提高钢的强度、硬度、耐磨性与抗疲 劳性能。GCU5钢的淬火温度为820860C ,温度太

15、高，就会出现过热组 织，使轴承的韧性和疲劳强度下降；温度过低，奥氏体中溶解Cr、C数量 减少，影响淬火后的硬度。轴承工件的淬火组织中马氏体和残余奥氏体是 不稳定相，室温下停留时间过久，将会导致工件尺寸发生变化，使轴承的 精 度降低 ， 所 以 ， 轴承淬火后 ， 应及时采用 160 ± 10 的低温回 火 ， 回 火时间一般为24个小时。淬 火 的 目 的 : 充分发挥材料 的各 种综合性 能潜 力 ，提 高 硬度 、强 度 、耐 磨 性、接触疲劳性能等，并为回火提供优良的马氏体组织，以便 最终获得最佳综合强韧化的性能。4. 冷 处 理对于精密轴承零件，冷处理是淬火的继续，目的是让淬

16、火后的残留奥氏体 转变为马氏体，从而减少残留奥氏体量，以提高零件的尺寸稳定性。冷处 理工艺的温度一般为-60-80 C ,保温时间为24小时，冷处理后恢复到 室温在4小时内进行回火， 以防止零件开裂。冷处理的目的: 使淬火过程中未能充分转变的残留奥氏体继续向马氏体 转变 ，除 能提 高零件的 尺寸稳定性 ，还 能 略微 提高 零件 的 硬度 和 防锈性 能 。有 时也能 利用 马 氏 体比 体积大这一原理用 冷处理 来挽救因尺寸缩小而报废的产品。5. 回 火 的 目 的 : 零 件 淬 火 后 必 须 及 时 进 行 回 火 。 回 火 可 以 减 少 并 稳 定 残 余 应 力，稳定组织，避

17、免裂纹和变形，适当降低硬度而大幅度提高 韧性 ，使 零件 最终 获得 最佳 配合 的综 合强 韧性 的 力 学性 能 和尺 寸稳定性。6. 附 加 回 火 ： 淬 火 未 经 冷 处 理 的 轴 承 零 件 ， 在 磨 削 加 工 时 ， 会 产 生 磨 削 应 力 ， 低温回火时未能完全消除的残留应力在磨削加工后会重新分布。 这俩种应力会导致尺寸发生变化，甚至会产生龟裂。为此，应在 进行一次附加回火，回火温度为120160 c，保温时间为510h , 或更长。回火的目的：回火的作用是消除磨削应力，进一步稳定组织，以便于提高零件 的尺寸稳定性。3.2.2热处理工艺参数的制定根据时间计算公式p

18、=ax KX D【其中K-装炉修正系数，D-工件有效厚度 (mn) , a-由钢种决定的加热系数(min/mm )】，以及经验公式等，查找资料， 将工艺参数制表如下：1) 装炉修正系数K的确定：图4.工件在炉内不同排布方式的加热时间修正值装炉修正系数K取1.8 。2)由钢种决定的加热系数a ( min/mm)的确定：表4.钢加热系数工件材料工件直径/mmV600C箱式炉中加热75g850C盐浴中加热或预热80g900c箱式炉或井式炉中加热100g1300C高温盐炉中加热碳钢<50>500.3 0.40.4 0.51.0 1.21.2 1.5合金钢0.45 0.500.50 0.55

19、1.2 1.51.5 1.8高合金钢0.30 0.400.30 0.350.17 0.20高速钢0.30 0.350.65 0.850.16 0.180.16 0.18奥氏体化温度为：860 c3)工件有效厚度的确定：下表为不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数表，有此 可计算出工件的有效厚度为：口=直径X形状系数=50 X 1.0=50mm 。表5.状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数工件形状特征尺寸s形状系数k球球径0.7立方体边长0.7圆柱直径1.0棱形边长1.0环环宽度1.5环厚度1.5板厚度1.5管材壁厚开口通管2.0 ;长管4.0 ;闭口管 4.03.2.3 热

20、处理工艺卡片填写见附表1热处理工艺卡片3.2.4 操作过程中的注意事项1锻造后必须经过球化退火后才能进行加工。2球化退火时应注意加热温度和保温温度之间的区别， 并保证足够的球化退火 时间。3球化退火后先炉冷后空冷，减少残余应力。4淬火时应严防表面氧化，脱碳。5回火不足时，应注意油浴炉底部温度偏低。6球化退火应先将工件放在炉口缓慢升温后才放入炉内。7淬火加热时应注意控制加热速度。8淬火预热时应保证足够的预热时间，使工件温度均匀化。9严格控制奥氏体化温度和加热时间。10控制冷却的时间，减少奥氏体稳定化。11控制回火温度，回火保温时间，保证碳化物的析出，从而保证硬 度和红硬性。12回火冷却时应空冷至

21、室温后再进行下一次回火，得到较多的回火马氏体。13淬火加热时，遇到突然停电，应立即从炉中去除工件，空冷。重新加热淬火 前必须经过退火，否则，将出现茶状端口。14淬火后应及时回火。15回火出炉工件应随吊篮一起空冷，不能将工件堆放进行空冷。16中温预热和高温加热的盐浴应严格校正。17在生产中要经常检查控温仪表，常用光学高温计核对炉温的准确性。18大力匕工件进行淬火时必须进行试淬，淬火后检查淬火晶粒度，调节炉温。19在球化退火和回火过程中应注意添加足够的保护剂，减少工件表 面的氧化脱碳。3.3热处理设备的选择球化退火、淬火的设备：为了减少轴承钢在热处理过程中的氧化、脱碳， 采用中温箱式保护气氛电阻炉

22、。图5.中温箱式保护气氛电阻炉中温箱式保护气氛电阻炉：额定功率75kW,最高工作温度950 C ,炉膛尺寸 （mm）:800 义 900X 550,重量 5350kg.回火设备：中温井式电阻炉图6.中文普通井式电阻炉型号额定功率/kW额定电压/V相数额定温 度/ C炉膛尺 寸（直径 X深度）/mm在890 c时有关数据空炉损 耗功率/kW空炉开 温时间/h最大装 牧里 /kg井式电 阻炉403803950600X800<9<2.5350清洗设备：废水池。烘干设备：烘箱。3.4 夹具的设计或选用及零件的摆布因为GCr15轴承钢在热处理时，种类较多，以及零件小，所以夹具在这 忽略。3.

23、5 组织特点与性能分析3.5.1 细粒状碳化物高碳铭轴承钢的淬火温度为830c860 C,经油淬后，可获得细小的均 匀的奥氏体晶粒度（58级），固溶体中的碳含量一般在0.5%0.6% （质量）， 隐晶马氏体基体上分布着细小的均匀分布的粒状碳化物，其含量为7%8%（体 积），并含有少量残留奥氏体。这样的话，组织在性能上可得到最高硬度，弯 曲强度和韧度，根据资料，马氏体基体上碳含量在0.45%时疲劳性能最好，若 马氏体基体中碳含量固定在0.45%时，则碳化物在4%6%（体积）为宜，所以， 在有些情况下，可以降低钢中碳含量是有利的。轴承零件在淬火工艺中应尽 量减少氧化脱碳，为了防止氧化脱碳，我们在热

24、处理过程中，可以采用保护 气氛加热或者是真空加热。3.5.2 退火组织和性能在等温球化退火过程中，奥氏体转变为粒状珠光体。当片状过共析原始 组织的奥氏体体化温度较低时，其中片状碳化物虽已溶解，但奥氏体的成分 极不 均匀 ，且 由 于 大量未溶二次碳化 物 的 存在 ，将 为 A1 以下 等温 时共析 碳化 物的析出提供了非均质晶核 ， 股促进 了粒状珠光体的形成 。 如 图 7.GCr15 钢 锻 造 后 经 球 化 退 火 ， 使 钢 中 的 碳 化 物 球 状 化 。 球 化 退 火 可 降 低 硬度，改善切削性能；获得均匀组织，改善热处理工艺性能；可经淬火、回 火后得到良好的综合性能。图

25、 7.GCr15 钢常规等 温球化退 火组织3.5.3 火组织和性能GCr15 轴 承 钢 的 淬 火 组 织 是 由 淬 火 马 氏 体 、 残 余 奥 氏 体 和 剩 余 碳 化 物 组 成。轴承钢的淬火温度一般为820860 C,其加热温度从俩个方面来影响淬 火组织和性能。加热温度越高，碳化物溶解越多，奥氏体中碳化物及合金元 素含 量越 高 ，淬 透性（ 如 图 8）和 淬火硬度上升 ，在 适宜 的加 热温度和保温 时 间淬火 ， 可获得 良好的金相组织与硬度的最佳 配合 ， 如 图 5.18 。 淬火加热温 度若果太低，会使奥氏体中合金元素固容量不足，油冷后会出现非马氏体组 织 ， 使

26、硬度和强度下降 ， 如 图 9. 当淬火温度过高时 ， 碳化物大量溶解 ， 并均 匀化，阻止奥氏体晶粒长大的碳化物逐步减少，甚至消失，晶粒开始粗话， 淬火后，会出现细长针状或者粗大针状马氏体组织，形成的过热组织或者严 重过热组织，残留奥氏体增多，强度和韧性都达不到要求。图 8. 淬回火马氏体组织 图 9. 大量屈氏体组织表6.GCU5钢不同淬火温度与组织性能的关系由表 5.8 可知，淬火组织为以片状马氏体为主。随着淬火加热温度的升高，奥氏体中含碳量增加，片状马氏体量也随之增多。当基体中碳含量质量分数超过0.6%时，淬火组织为李晶马氏体为主。GCr15轴承钢在820860 C加热淬火，基体中含碳

27、量在0.5%0.6%之间，力学性能最好。图10.GCU5轴承钢淬透性曲线如图所示，是GCr15 轴 承 钢 的 淬 透 性 曲 线 ，至 水 冷 端 的 距 离 越 远 ，其 硬 度 越低。当冷却到马氏体点Ms之下时，过冷奥氏体即发生马氏体相变。马氏体相 变也分形核及成长两个阶段，但成长速度很快，形核后不到万分之一秒即生 长完毕，因此马氏体转变速度几乎完全是由形核速度所控制。马氏体转变量 只与温度有关，随温度下降转变量增加；与保温时间无关，恒温停留不会使 马氏体量增加，反而会带来其他的问题。马氏体点Ms与奥氏体的化学成分有关。其中碳的影响最大，碳含量增加， Ms点降低；合金元素W Mo. Cr

28、、V均使Ms点降低。淬火温度高，保温时间 长，使奥氏体中的碳和合金元素含量增加，因而使Ms点下降。轴承钢淬火后的基体组织中除了马氏体之外，还有的残余奥氏体。残余 奥氏体的数量与Ms点有关。钢中的碳含量愈高，淬火温度愈高，则使残余奥 氏体量愈多。在淬火时中断冷却，也会使残余奥氏体量增加，并且中断冷却 的温度愈高，则残余奥氏体量也愈多。淬火温度对残余奥氏体，剩余碳化物 的影响，如图图11.淬火温度对GCU5钢硬度、残余渗碳体和残余奥氏体的影响3.5.4 火组织和性能轴承钢淬火后应及时进行回火，以提高零件的组织及尺寸的稳定性，提 高力 学性 能 。挥 霍 一般 采用 160 保温 3h 或者更长 。

29、回 火组 织 为 回 火马 氏体 + 弥散分布的碳化物+少量残留奥氏体。回火后硬度在6266HRC。轴承零件的 尺寸不稳定性的基本原因在于存在有内应力和残留奥氏体，增加组织稳定性 和减少应力常用的措施是进行冷处理和附加回火。特别是对于精密轴承，为 了保证零件的稳定性，必须要求消除残留奥氏体。一般采用淬火后立即进行 冷处理。轴承在磨削加工后腰进行消除磨削应力的回火，一般应根据轴承精 密等级来选取不同的保温时间和回火次数。回火可以减小并稳定残余应力，稳定组织，避免裂纹和变形。轴承钢中 碳化物经过细化处理和采用低温回火，可以获得碳化物和晶粒同时发展的效 果。淬回火后残留碳化物均匀、细小、圆整，组织中

30、黑白区不很明显，带状 碳化物和液析碳化物基本消除，淬回火马氏体组织细小、均匀，从而对轴承 钢接触疲劳寿命的提高带来非常有利的影响。如图是用不同含碳量的钢淬回火后，使其马氏体含碳量和残余奥氏体含 量相 同而 未溶碳化 物含 量不 同 ，经 160 回 火 后 的 力 学性能 。从 图可知 ，未 溶 碳化 物少 量增 高对 硬度增高 值不大 ，反 映 强度和 韧性 的压碎载荷则 有所 降低 ， 对应力集中的敏感的解除疲劳寿命则明显降低，所以适当地降低轴承钢的含 碳量是提高制件使用寿命的途径之一。图 12. 高 碳 铬 钢 淬 回 火 后 未 溶 碳 化 物 对 硬 度 、 压 碎 载 荷 和 接

31、触 疲 劳 寿 命 的 影 响 图 13.GCr15 钢 回 火温 度和 回 火 时 间 对硬度 的 影 响3.5.5 GCr15 轴承 钢 的过冷 奥氏 体 的 转变GCr15 轴 承 钢 过 冷 奥 氏 体 等 温 转 变 图GCr15 轴 承 钢在 A1 至 马 氏 体开 始 转 变温 度 Ms 点 之 间 ， 过 冷 奥 氏 体 的 等温 转变分为 珠光体型 高温 转变和贝 氏体 型 中温 转变 ；而 过冷 至 Ms 点 以 下 时 ，则 属于 马 氏 体型 非 等温 转变 。过 冷奥 氏体 最不稳定的 温度范 围 和最短孕 育期 ， 随着其中铬、碳、锰等元素的实际含量而改变，并取决于

32、奥氏体化时的加热 温度 、 保 温时 间 以及原始 组织 的 分散度 。 如 图 是 GCr15 轴 承钢 经 860 和 1050 奥 氏 体 后 所 测 得 的 过 冷 奥 氏 体 等 温 转 变 图 ：图 14.GCr15 钢过冷奥 氏体等温 转 变 图 （ TTT）根 据 GCr15 轴 承 钢 在 860 奥 氏 体 化 的 等 温 转 变 曲 线 ， A1 至 520 之 间 过冷奥氏体的等温转变产物为碳化物与铁素体片相间分布的珠光体型组织， 并随着转变温度的降低，片间距相应减小。520245 c之间则为贝氏体型组 织，其中，500400c等温时转变产物为羽毛状上贝氏体，而在350

33、 c以下则 为针状下贝氏体。根 据 GCr15 轴 承 钢 在 1050 的 等 温 转 变 曲 线 可 知 ， 当 二 次 碳 化 物 全 部 固 化时 ， 图上出 现了二次碳化物 开始析出 曲线 （ 其最不稳定温度约 为 700左 右 ） ，即 过 冷 奥 氏 体 在 发 生 珠 光 体 或 者 贝 氏 体 转 变 之 前 ，将 首 先 沿 奥 氏 体 晶 界 析出网状碳化物。二次碳化物的析出主要取决于冷却速度，其析出的数量不 仅与碳在奥氏体中的过饱和度有关，而且碳化物形成元素的扩散条件也具有 一定的影响。由于这些元素沿奥氏体晶界的扩散速度远大于晶内扩散，故二 次碳化物多沿晶界析出，从而形成断续或连续的网络状。通过GCr15钢等温 转变曲线可估算，网状碳化物析出的临界冷却速度约为12C/s,所以过冷奥 氏体在实际冷却过程中为了避免网状碳化物的析出，应控制好冷却速度，且 不低于5070 c /min 。§ 4总结根据工艺流程及目的制定总的热处理工艺如图：§ 5收获和体会这次课程设计我与方涛同学一组，进行了 GCr15轴承钢的热处理工艺设 计，热处理工艺设计主要是进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理 辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法， 制定工艺参数，画出热