GCr15轴承钢热处理后相结构和尺寸变化研究(2)
1.8.1 本文的研究目的 11
1.8.2 本文的主要内容 12
2 实验部分 13
2.1 二次称重法 13
2.1.1 实验原理 13
2.1.2 实验材料 14
2.1.3 主要实验仪器与试剂 14
2.1.4 实验方法 15
2.1.5 实验结果与分析 15
2.2 X射线衍射仪分析 16
2.2.1 实验材料与仪器 16
2.2.2 实验过程 17
2.2.3 实验结果与分析 17
2.3 热膨胀实验 20
2.3.1 实验材料 20
2.3.2 主要实验仪器与试剂 20
2.3.3 实验方法 21
2.3.4 实验结果与分析 21
2.4 总 结 24
3 结论 26
致 谢 27
参考文献 28
1. 绪论
1.1 轴承钢的概述
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。根据轴承钢的化学成分和用途的不同，大多数国家一般分类为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类[1]。轴承是重要的支撑零件，也可用来支撑轴上的回转零件，是机械工业和民用器具中使用广泛、要求严格的配套基础件，被人们称为机械的关节。
1.2 滚动轴承的质量、性能要求及失效形式
轴承钢主要用于制造轴承套圈（内套、外套）和滚动体（滚珠、滚柱、滚针）。轴承钢的应用广泛，而且作为关节性的重要基础零件，其生产难度大，质量要求高，检测更为严格[14]。
1.2.1 轴承钢的质量要求
①严格的化学成分要求。
一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢，即含碳量1%左右，加入1.5%左右的铬，并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性，又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时，淬火后会增加钢中残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性，增加碳化物的不均匀性，降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此，高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1.65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分，才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。
②较高的尺寸精度要求，对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料，应该对其尺寸精度有更高的要求。
滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高，这是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率，绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型，钢球是经过冷镦或热轧成型，小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高，就无法精确地计算下料尺寸和重量，而不能保证轴承零件的产品质量，也容易造成设备和模具的损坏。
③特别严格的纯洁度要求。
钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少，纯洁度越高，钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害最大，由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来，严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此，为了提高轴承的使用寿命和可靠性，必须降低轴承钢中夹杂物的含量。