碳化物对贝氏体轴承钢接触疲劳性能的研究

【作者】 佘丽； 杨志南； 张福成； 郑春雷；

【机构】 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室； 国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心；

【摘要】 本文以贝氏体轴承钢GCr15Si1Mo为研究对象,经过不同热处理获得具有不同积分数碳化物的试样,利用TLP-1型点接触疲劳试验机对这些试样分别进行油润滑条件和无润滑条件下的点接触疲劳试验。通过统计试样的接触疲劳寿命绘制Weibull曲线,利用SEM观察试样进行接触疲劳试验后的表面形貌。试验结果表明,在油润滑条件下,贝氏体轴承钢的接触疲劳性能的优劣性依次为:无碳化物试样、碳化物体积分数为5.1%的试样、碳化物体积分数为1.9%的试样。组织中含有未溶碳化物时,碳化物作为基体的硬质相,很容易成为疲劳源,缩短裂纹萌生的孕育期,故有碳化物贝氏体轴承钢的接触疲劳性能均劣于无碳化物贝氏体轴承钢。但试验结果中碳化物体积分数为5.1%的试样接触疲劳性能优于碳化物体积分数1.9%的试样,为了进一步探究不同体积分数的碳化物对贝氏体轴承钢接触疲劳性能的影响,我们将碳化物体积分数为5.1%的试样和碳化物体积分数1.9%的试样在油润滑条件下进行一段时间的预磨处理,使试样表面的碳化物脱落,在试样表面形成的凹坑(并未形成裂纹,产生疲劳现象)。然后对试样在无润滑条件下进行接触疲劳试验。试验结果表明碳化物体积分数为1.9%的试样接触疲劳性能要优于碳化物体积分数5.1%的试样。这与油润滑试验条件下的结果相反。对比分析可知,在油润滑试验条件下,组织中的未溶碳化物对贝氏体轴承钢的接触疲劳性能还会起到一定的积极作用。这是因为进行油润滑试验时碳化物脱落形成的凹坑增大润滑油和试样表面的黏着力,有利于增厚弹性流动体压润滑的最小油膜厚度,增大试验过程中的油膜比,从而提高试验体的接触疲劳寿命。更多还原