解析表面渗碳轴承钢的淬透性及化学成分?
由于用途不同，需要轴承在不同条件下工作，除高碳铬钢外，还有其他轴承用钢种，表面渗碳钢的使用量仅次于高碳铬轴承钢表面渗碳轴承用钢的历史并不短，可以追溯至1899年，当时蒂姆肯公司为了制造承受再复冲击或弯曲应力的轴承，研制圆锥滚子轴承时，使用了表面渗碳钢，此后，主要是美国在汽车等车辆用或轧钢机方而的轴承，使用此种钢材较多。
日本在1922年已使用了表面渗碳钢，正式的使用是在1930年的N钢和1935年的Ni-Cr钢，均用于飞机引擎的轴承u从提高钢的性能及渗碳技术，还有降低成本的角度考虑，现在使用最多的是Cr钢，然后足Cr-M()钢，这类表而渗碳钢，有良好的冷加工性与疲劳寿命，目前有更大发展的趋势。表1是ISO所定轴承用表面渗碳钢的化学成分，表2是其淬透性。
表1-轴承用表面渗碳钢的化学成分
表1-轴承用表面渗碳钢的化学成分
| 序号 | 钢号 | 相当钢号 | C | Si | Mn | Cr | Mo |
| B20 | 20Cr3 | (SAE5120) | 0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.60-0.90 | 0.60-1.00 | |
| B21 | 20Cr4 | SCr420 | 0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.60-0.90 | 0.90-1.20 | |
| B22 | 20MnCr4-2 | 0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.60-1.10 | 0.45-0.75 | ||
| B23 | 17MnCr5 | 0.14-0.19 | 0.4以下 | 1.00-1.30 | 0.80-1.10 | ||
| B24 | 19MnCr5 | 0.17-0.22 | 0.4以下 | 1.10-1.40 | 1.10-1.30 | ||
| B25 | 15CrMo4 | SCM415 | 0.12-0.18 | 0.4以下 | 0.60-0.90 | 0.90-1.20 | 0.15-0.25 |
| B26 | 20CrMo4 | SCM420 | 0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.60-0.90 | 0.90-1.20 | 0.15-0.25 |
| B27 | 20CrMo4-2 | SAF4118 | 0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.65-1.10 | 0.40-0.75 | 0.10-0.20 |
| B28 | 20NiCrMo2 | SNCM220 (ASE8620) |
0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.60-0.95 | 0.35-0.65 | 0.15-0.25 |
| B29 | 20NiCrMo7 | SNCM420 (ASE4320) |
0.17-0.23 | 0.4以下 | 0.40-0.70 | 0.35-0.65 | 0.20-0.30 |
| B30 | 18NiCrMo74-6 | 0.15-0.21 | 0.4以下 | 0.50-0.90 | 1.50-1.80 | 0.25-0.35 | |
| B31 | 18NiCrMo14-6 | 0.15-0.20 | 0.4以下 | 0.40-0.70 | 1.30-1.60 | 0.15-0.25 | |
| B32 | 16NiCrMo16-6 | 0.14-0.18 | 0.4以下 | 0.25-0.55 | 1.00-1.40 | 0.20-1.40 |
表2-轴承用表面渗碳钢的淬透性
| 序号 | 距淬火的距离 | ||||||
| B20 | 1.5 | (3) | 7 | 9 | 11 | 13.5 | 15 |
| B21 | 48-40 | 46-34 | 41-27 | 34-22 | 31-20 | 29~ | 27~ |
| B22 | 49-41 | 48-38 | 42-26 | 38-23 | 36-21 | 29~ | 26~ |
| B23 | 49-41 | 48-38 | 42-26 | 39-24 | 37-21 | 34~ | 33~ |
| B24 | 47-39 | 46-36 | 44-31 | 44-28 | 39-24 | 37-21 | 35~ |
| B25 | 46-39 | 45-36 | 41-29 | 38-24 | 34-21 | 31-20 | 29~ |
| B26 | 48-39 | 47-35 | 44-31 | 41-26 | 39-25 | 37-24 | 35-23 |
| B27 | 48-40 | 46-37 | 40-27 | 34-22 | 29~ | 27~ | 25~ |
| B28 | 49-41 | 48-37 | 45-31 | 42-25 | 36-22 | 34-23 | 32-22 |
| B29 | 48-40 | 46-37 | 40-27 | 34-22 | 29~ | 27~ | 25~ |
| B30 | 48-40 | 48-39 | 48-38 | 34-22 | |||
| B31 | 48-40 | 47-39 | 46-38 | 34-22 | |||
| B32 | 48-40 | 47-39 | 46-38 | 34-22 | 29~ | 27~ | 25~ |
表面渗碳钢，其渗碳层或碳氮共渗硬化层有良好的疲劳寿命及稳定的组织，另外为厂提高内部的韧性，具有必要的淬透性和机械强度，可适量地加入Mn、Cr、Mo、Ni。其中Cr、Mo生成碳化物，提高耐磨性及渗碳性能，Mo和Ni又是提高韧性的重要元素。其添加含量应考虑：Cr、Mo以不致生成难溶碳化物M7 C3和M23Ct为限，Cr含量在2%以下，Mo含量在0.5%以下，Ni含量住4%以F（考虑饱和淬透性）c另外，微量加入Al、Nb或V元素，析出细小的碳化物、氮化物，在高温渗碳时可防止晶粒粗大化。表面渗碳钢以渗碳淬火处理为多。考虑经济性的小型轴承可用Cr钢、CrMo钢，重视淬透性的大型轴承可用Ni-Cr-Mo铡：碳氮共渗淬火处理适用于小型轴承或防止热处理变形的薄擘轴承，生产时可使用淬透性低的合金钢，有时也使用低碳钢。
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