G13Cr4Mo4Ni4V是新型高溫滲碳 軸承鋼 ，有較高的強度及耐高溫性能，已廣 泛應 用于航 空發動機 。軸承套 圈加 工流程為 ：鍛造一 退火一車加工→滲碳→一次淬火→高溫回火→二次淬火→回火,其中,滲碳過程直接影響軸承工作表面的熱處理質量。在滲碳過程中,一方面要使碳盡量均勻地擴散到零件表面,避免形成網狀碳化物,另一方面對已形成的網狀碳化物進行消除。其目的是防止淬火時滾道表面因存在網狀碳化物而開裂,影響軸承的耐磨性等使用性能。因此,有必要消除滲碳時形成的粗大碳化物,減少滲碳過程中網狀碳化物形成幾率。下文制訂了研究方案,開展了相關的熱處理工藝試驗。

根據擴散第二定律D= Doe-O*T(D。為間隙擴散常數;Q為原子擴散激活能;K為比例系數),擴散系數D與溫度T成指數關系,晶界的粗大碳化物向晶內、表層深處和表面外進行強烈擴散,使碳分布趨于均勻,從而消除網狀碳化物[3。高溫滲碳鋼滲碳時溫度為945℃,當過程試樣出現粗大碳化物時,將爐溫提高5℃,保持碳勢不變進行擴散試驗,試驗結果見表3,升溫擴散后的碳化物形貌如圖3所示。由此可知,擴散3 ~4 h即可消除網狀碳化物,將該方法應用于生產實際加工,效果明顯。

結論

1)通過降低碳勢或提高滲碳溫度可消除滲碳過程中的粗大,網狀碳化物。

2)二次淬火時通過提高淬火溫度或延長保溫時間,可減少或消除滲碳時生成的粗大碳化物。

3)通過補滲擴散可消除滲碳時的網狀碳化物,但重新入爐加工存在外徑縮小的風險,應盡量控制滲碳過程中碳化物的粗大程度,避免網狀碳化物的形成。