1 影响轴承寿命的质料身分

     滚动轴承的早期失效地势，主要有破裂、塑性变形、磨损、腐化和疲劳，在前提下主要是接触疲劳。轴承零件的失效除了服役前提之外，主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内涵成分有如下几项。

     1．1淬火钢中的马氏体

     高碳铬钢原始布局为粒状珠光体时，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量，分明影响钢的力学性能。强度、韧性在0.5％旁边，接触疲劳寿命在0.55％左右，抗压溃本领在0.42％当中，当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5％～0.56％时，不妨获得抗失效能力最强的综合力学性能。

     应当指出，在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体，测得的含碳量是平均含碳量。实际上，马氏体中的含碳量在微区内是不平均的，接近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部门，是以它们开端爆发马氏体转变的温度分歧，从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的表现而成为隐晶马氏体。它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹，并且其亚构造为强度与韧性高的位错型板条状马氏体。于是，只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件可以获得抗失效本事最好的基体。

     1．2淬火钢中的未溶碳化物

     淬火钢中未溶碳化物的数目、形貌、大小、散布，既受到钢的化学成分和淬火前原始结构的影响，受奥氏体化前提的影响，有关未溶碳化物对轴承寿命的影响研究较少。碳化物是相，除了对耐磨性有利之外，承载时因会与基体引起应力集中而产生裂纹，从而会降低韧性和疲劳抗力。淬火未溶碳化物除了自己对钢的职能产生影响之外，影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及漫衍，从而对钢的性能产生附加影响。为了揭示未溶碳化物对性能的影响，选取分歧含碳量的钢，淬火后使其马氏体含碳量和Ar含量而未溶碳化物含量区别的状态，经150℃回火后，由于马氏体含碳量相同，而且硬度高，是以未溶碳化物小批增高对硬度增高值不大，反映强度和韧性的压溃载荷有所降低，对应力集中敏感的接触疲劳寿命则明显降低。是以淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的道路之一。

     淬火未溶碳化物除了数量对材料性能有影响之外，尺寸、形貌、漫衍对原料性能发生影响。为了避免轴承钢中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少、小、匀、圆。应该指出，轴承钢淬火后有少数未溶碳化物是的，不仅能够保持足够的耐磨性，并且是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。

1．3淬火钢中的残留奥氏体

高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％～20％Ar。轴承零件中的Ar有利也有弊，为了去害兴利，Ar含量应适当。因为Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关，它的若干会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数目，难精确响应Ar量对力学性能的影响。为此，固定奥氏前提，运用奥氏体体化热稳定化处理工艺，以获得差异Ar量，在此考究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。跟着奥氏体含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之而补充，来到峰值后随之而降低，但其峰值的Ar含量分歧，硬度峰值出现在17％Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9％旁边。当尝试载荷减小时，因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大，而增韧的作用明显。理由是载荷较小时，Ar爆发小批变形，既消减了应力峰，使已变形的Ar加工加强和产生应力应变诱发马氏体相变而强化。但如载荷大时，Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低。该当指出，Ar的有利功效必需是在Ar稳定状态之下，倘若自发转变为马氏体，使钢的韧性降低而脆化。

     1.4淬火回火后的残留应力

     轴承零件经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力。零件中的残留内应力有利和弊两种状态。钢件热处理后，随着外貌残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之外貌残留内应力为拉应力时，使钢的疲劳强度降低。这是由于零件的疲劳失效泛起在承袭过大拉应力的时候，当外观有较大压应力剩余时，会抵消整齐数值的拉应力，而使钢的实际继承拉应力数值减小，使疲劳强度极限值增高，当外表有较大拉应力残存时，会与继承的拉应力载荷叠加而使钢的现实承袭的拉应力明晰增大，即使疲劳强度极限值降低。因而，使轴承零件淬火回火后表面残留较大的压应力，也是提高使用寿命的措施之一。

     1．5钢的杂质含量

     钢中的杂质包含非金属夹杂物和有害元素含量，它们对钢职能的危害不时是助长的，如氧含量越高，氧化物夹杂物就。钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类别、性质、数目、大小及形状有关，但有降低韧性、塑性和疲劳寿命的效用。

     跟着夹杂物尺寸的增大，疲劳强度随之而降低，而且钢的抗拉强度高，降低趋势加大。钢中含氧量增高，弯曲疲劳和接触疲劳寿命在高应力效用下随之降低。于是，对于在高应力下工作的轴承零件，降低制造用钢的含氧量是的。极少研究证明，钢中的MnS夹杂物，因形状呈椭球状，并且可以包裹危害较大的氧化物夹杂，对疲劳寿命降低影响小可以有益，故可从宽控制。

     2 影响轴承寿命的资料成分的控制

     为了使上述影响轴承寿命的质料成分处于最好状态，需要控制淬火前钢的原始构造，可能选择的技术步调有：高温奥氏体化速630℃等温正火获得伪共析细珠光体构造，或者冷至420℃等温治理，获得贝氏体结构。可选取锻轧余热退火，获得细粒状珠光体构造，以确保钢中的碳化物渺小和均匀分布。这种状态的原始组织在淬火加热奥氏体化时，除了溶入奥氏体中的碳化物外，未溶碳化物聚集成细粒状。

     当钢中的原始结构势必时，淬火马氏体的含碳量、残留奥氏体量和未溶碳化物量主要取决于淬火加热温度和保持时间，随着淬火加热温度增高，钢中未溶碳化物数目淘汰、残留奥氏体数量增多，硬度随着淬火温度的增高而添加，来到峰值后跟着温度的升高而降低。当淬火加热温度必定时，随着奥氏体化岁月的延长，未溶碳化物的数目镌汰，残留奥氏体数目增多，硬度增高，时间长时，这种趋向减缓。当原始结构中碳化物细小时，因碳化物易于溶入奥氏体，故使淬火后的硬度峰移向较低温度和泛起在较短的奥氏体化时光。

     综上所述，GCrl5钢淬火后未溶碳化物在7％左右，残留奥氏体在9％傍边为最佳构造组成。并且，当原始构造中碳化物渺小，散布均匀时，在可靠的控制上述程度的显微布局构成时，有利于获得高的综合力学性能，从而具有高的使用寿命。应当指出，具有渺小弥漫漫衍碳化物的原始结构，淬火加热保温时，未溶的藐小碳化物会聚集长大，使其粗化。因此，对于具有这种的原始组织轴承零件淬火加热光阴不宜过长，采用飞快加热奥氏体化淬火工艺，可获得高的综合力学性能。

     为了使轴承零件淬回火后表面残留较大的压应力，可在淬火加热时通入渗碳或渗氮的气氛，进行短时间的外表渗碳或渗氮。由于这种钢淬火加热时奥氏体实际含碳量不高，远低于相图上示出的平衡浓度，因而能够吸碳。当奥氏体含有较高的碳或氮后，其Ms降低，淬火时表层较内层和心部后产生马氏体转变，发生了较大的残留压应力。GCrl5钢以渗碳氛围和非渗碳空气加热淬火「均经低温回火」料理后，经接触疲劳实验不妨看出，表面渗碳的寿命比未渗碳的提高了1.5倍。其原由即是渗碳的零件外观具有较大的残留压应力。

     3 结论

     影响高碳铬钢滚动轴承零件使用寿命的主要资料身分及控制程度为：

     钢在淬火前的原始构造中的碳化物要求渺小、弥漫。可采取高温奥氏体化630℃、或420℃高温，可利用锻轧余热退火工艺实现。

     对于GCr15钢淬火后，要求获得平均含碳量为0.55％当中的隐晶马氏体、9％旁边Ar和7％左右呈匀、圆状态的未溶碳化物的显微构造。可运用淬火加热温度和光阴控制得到这种布局。

     零件淬火低温回火后要求外表残留有较大的压应力，这有助于疲劳抗力的提高。可选取在淬火加热时进行表面短时间渗碳或渗氮的处理工艺，使得外表残留有较大的压应力。

     制造轴承零件用钢，要求具有较高的纯净度，主要是镌汰O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量。可采取电渣重熔，真空冶炼等技术程序使质料含氧量≤15PPM为宜。