热处理论文作业.doc

1 绪论热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的，而且，只要选材合适，热处理得当，就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高，实现“搞好热处理，零件一顶几”的目标，收到事半功倍的效果。热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都具有十分重要的意义。建国以来，我国的热处理技术有了很大的发展，现有热处理生产厂点一万余家，职工15万人，专业科技人员约1000余人，热处理加热设备11万台，年生产能力660万吨钢件，年产值约50亿元，全员劳动生产率约3万元/人年。目前我国在热处理的基础理论研究和某些热处理新工艺、新技术研究方面，与工业发达国家的差距不大，但在热处理生产工艺水平和热处理设备方面却存在着较大的差距，还没有完全扭转热处理生产工艺和热处理设备落后、工件氧化脱碳严重、产品质量差、生产效率低、能耗大、成本高、污染严重的局面。为促进我国热处理技术的发展，我们应全面了解热处理技术的现状和水平，掌握其发展趋势，大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备，用高新技术改造传统的热处理技术，实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”，力争到 2020年时达到工业发达国家八十年代中期的水平。 轴承零件的热处理质量控制在整个机械行业是最为严格的。轴承热处理在过去的20来年里取得了很大的进步，主要表现在以下几个方面：热处理基础理论的研究；热处理工艺及应用技术的研究；新型热处理装备及相关技术的开发。现代轴承工业，作为最重要的基础工业之一，是一个国家工业技术水平的重要标志。轴承关系国计民生，它是机械工业使用最广泛、要求最严格的配套件和基础件，也是各种机械依靠滚动体的滚动实现对主机旋转的支承元件，被人们称之为机械的关节。轴承成为现代机械车辆的主要支承型式，也是现代车辆中举足轻重不可缺少的基础零部件。本文阐述的是滚动轴承钢及其热处理工艺和质量控制。2 轴承钢球的工作条件、常见失效形式及原因和组织要求、轴承钢的成分、性能及特点2.1轴承的介绍和钢球的工作条件滚动轴承是机械工业重大基础标准件之一;滚动轴承由轴承厂专业大批生产，使用者只需根据具体工作条件合理选用轴承的类型和尺寸，验算轴承的承载能力，以及进行轴承的组合结构设计（轴承的定位、装拆、调整、润滑、密封等问题）。滚动轴承依靠元件间的滚动接触来承受载荷，与滑动轴承相比:滚动轴承具有摩擦阻力小、效率高、起动容易、安装与维护简便等优点。缺点是耐冲击性能较差、高速重载时寿命低、噪声和振动较大。滚动轴承的基本结构：内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4等四部分组成。常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn）制造，热处理后硬度应达到6165HRC。保持架有冲压的和实体的两种结构。冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成，它与滚动体间有较大间隙，工作时噪声大；实体保持架常用铜合金、铝合金或酚醛树脂等高分子材料制成，有较好的隔离和定心作用。当滚动体是圆柱或滚针时，有时为了减小轴承的径向尺寸，可省去内圈、外圈或保持架，这时的轴颈或轴承座要起到内圈或外圈的作用。为满足使用中的某些需要，有些轴承附加有特殊结构或元件，如外圈带止动环、附加防尘盖等。滚动轴承刚的工作条件极为复杂，承受着各类高的交变应力。以单列向心滚动轴承为例简单分析。在每一瞬间，只有位于轴承水平面直径以下的那几个滚珠在承受载荷，而且作用在这些滚珠的载荷分布也不均匀。一般认为作用在滚珠上的力F的分布遵守余弦定理，即F=Qcos。因此，直接位于Q力下方的滚珠承受最大的载荷，当轴承高速运转的时候，滚珠和套圈滚道表面各点都交替的承受载荷。力的变化由零增加到最大，再由最大减小到零，周而往复得增大和减小。因此，滚动轴承的内外套圈及滚动体都是在交变的接触应力下工作的，轴承零件的运转滚动体和套圈滚道在理论上呈点（滚珠）或线（滚柱）接触，但实际上再承受载荷时，由于金属的弹性变形，常使应力集中在一个极小的面上，最大接触应力可达30005000Mpa。在运转过程中，滚珠除受到外加载荷外，还受到由于离心力所引起的载荷，这个载荷随轴承转速的提高而增加。滚动体与套圈及保持架之间还有相对滑动，产生相对摩擦。滚动体和套圈的工作面还受到含有水分或杂质的润滑油的化学侵蚀。此外，在各种车辆、轧钢机、采掘机械和各种机械上的轴承，工作时轴承零件还承受着复杂的扭力或冲击载荷和振动作用：在某些情况下，轴承零件还承受着高温低温和高腐蚀介质的影响。2.2 GCr15轴承钢的失效形式轴承钢在复杂因素的综合作用下，轴承运转相当时间后发生破坏。破坏的主要形式有两种：一种是接触疲劳破坏，在高的接触应力作用下，经过多次应力循环后，其工作面局部区域产生凹坑，使轴承工作时噪声增大，震动增强，温度升高，磨损加剧，导致轴承不能正常运转。另一种是由相对活动引起的磨损破坏。滚动轴承正常破坏形式通常是疲劳剥落。轴承钢的疲劳破坏包括疲劳裂纹的产生和发展两过程。最初的疲劳裂纹产生在距表面一定深度处，这一深度刚好与最大切应力所在深度一致。对于一般尺寸的轴承，随载荷不同，最大切应力应出现在接触面一下0.350.55毫米之间的某个深处。该区域的金属在最大切应力作用下，首先发生塑性变形。若接触应力大于材料的接触疲劳极限时，则随着应力循环次数的增加，已发生塑性变形处不断进行塑性变形，并由于塑性变形不能进行在此处产生疲劳裂纹。在正常情况下，微裂纹在表面大致成45夹角。在滚动轴承接触轨迹上的疲劳剥落裂纹在反复应力作用下逐步扩展，通常沿着材料内部组织和成分及应力分布不均匀的区域发展，直至延伸到表面，从裂纹根部断裂，形成疲劳剥落。2.3 GCr15轴承钢的组织要求轴承钢的接触疲劳寿命对钢的组织和性质的不均匀性特别敏感。因此，对使用状态下的组织和原始组织提出了一系列要求。轴承钢使用状态下的组织应是回火马氏体基本上均匀分布有细粒的碳化物，这样的组织能赋予轴承钢所需要的性能。对原始组织的要求主要有两个方面：一是纯净，指钢中杂质元素和夹杂物含量要少；二是组织均匀，指钢中非金属夹杂物和碳化物应当细小分散和分布均匀。所以钢的纯净度和组织均匀度是衡量轴承钢冶金质量的两个重要指标。2.4 GCr15轴承钢的化学成分及特点轴承钢中的化学成分主要是碳、铬、硅、锰、镍、钼、钒等。 a 碳的影响除了渗碳钢外，一般轴承钢的含碳量在0.951.15%，属于过共析成分。这样在淬火和低温回火后能得到高的硬度、高的接触疲劳强度和耐磨性。为了形成足够的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是过高的含碳量会增加碳化物的不均匀性并且会形成网状碳化物使力学性能降低。b 合金元素的影响铬是轴承钢的主要化学成分，铬能够提高淬透性，减少过热倾向，提高低温回火稳定性。硅、锰在轴承钢中主要提高淬透性。镍在渗碳轴承钢中能使钢的韧性和塑性有所提高，镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。钼在钢中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性，增加在某些介质中的抗蚀性。钒在轴承钢中提高强度和屈服比，特别是提高比例极限和弹性极限，降低热处理时脱碳敏感性，从而提高了表面质量，无铬含钒的轴承钢，碳化物弥散度高，使用性能良好。2.5滚动轴承材料必须具有的特性及常用材料种类套圈和滚动体材料必须具有的特性：接触疲劳强度高；硬度高；纯洁度高；耐磨性好；组织稳定性好；机械加工性能好。因此滚动体与内外圈的材料要求有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。常用的轴承材料（套圈和滚动体），一般用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造，滚动轴承的内外圈和滚动体一般用GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等（G表示滚动轴承钢）高碳铬或铬锰轴承钢和GSiMnU等无铬轴承钢制造，也有用渗碳轴承钢20CrMo、20CrNiMo等轴承材料，是目前使用最广泛的轴承材料。经渗碳热处理后，一般要求材料表面硬度应不低于61HRC-65HRC之间，心部硬度一般为30-45HRC。韧性好，能够承受较大冲击负荷。工作表面要求磨削、抛光。保持架在轴承中起等距离隔离滚动体，引导并带动滚动体旋转的作用。它主要受到摩擦和拉伸的作用，并承受一定的冲击，这就要求它具有一定的强韧性，良好的弹性和刚度，较小的摩擦系数及良好的耐磨性和导热系数，并具有与滚动体相近的热膨胀系数。保持架根据要求选用较软材料制造，常用低碳钢板（如08#或10#钢板）冲压，冲压后铆接或焊接而成。实体保持架则选用HPb59-1黄铜合金、铝合金、酚醛层压布板或工程塑料等材料。高速轴承多采用有色金属（如黄铜）或塑料保持架。目前我国常用的金属材料保持架材料有0810、30、4045、ML15、ML20、65Mn、1 Cr18Ni9、1 Cr18Ni9Ti等。轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高碳铬不锈轴承钢和高温.轴承钢等四大类。滚动轴承内外套及滚动体常用材料具体如下。 a 高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢，在牌号头部加符号“G”，但不标明含碳量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。目前国内广泛使用的G B/T18254-2002高碳铬轴承钢国家标准中，高碳铬轴承钢为GCrl5、GCr4、GCr15SiM n、GCr15SiMo、GCr18Mo五个钢号。其中GCrl5和GCr15SiMn两个钢种在我国轴承行业的用量最大，约占轴承钢总用量的80%以上。GCr15轴承钢大量用于制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等所使用的轴承以及机床使用的主轴轴承和铁路车辆、矿山机械、电机轴承、通用机械用轴承。GCrI5SiMn和GCr15SiMo轴承轴承常用金属材料钢，因其淬透性良好，主要用来制造有效壁厚比较大的轴承：GCr15SiMn适用于制造有效壁厚在1535mm范围内的轴承；GCr15SiMo适用于制造壁厚尺寸大于35mm的轴承。这些轴承多为大型或特大型轴承。GCr4轴承钢是限制淬透性钢，它经过合适的热处理工艺得到一定的硬化层深度，从而达到表面硬、心部软的结果，具有较好的耐磨性，冲击韧性、断裂韧性及高接触疲劳寿命，在俄罗斯等国被用于铁路客车轴承和矿山、冶金机械等轴承。GCr18Mo是一种被广泛用于贝氏体热处理的轴承钢，主要用于高速列车、矿山和冶金机械等轴承。 b 渗碳轴承钢。渗碳轴承钢，采用合金结构钢的牌号表示方法，另在牌号头部加符号“G”。例如：“G20 CrNiMo”；高级优质渗碳轴承钢，在牌号尾部加“A”；如“G20CrNiMoA”。渗碳轴承钢实际上是优质低碳或低碳合金钢，经渗碳和热处理淬回火后，表面硬度为58-62HRC，心部硬度为25-45HRC，表面耐磨，心部有良好的韧性。用渗碳钢制造的轴承零件，既可以承受较大的冲击负荷，又有较高的接触疲劳寿命。特别适用于承受较大的冲击负荷和尺寸较大的大型轴承零件以及高值下适用的轴承零件等。 c 不锈轴承钢。高碳铬不锈轴承钢采用不锈钢牌号表示方法，牌号头部不加符号“G”。例如：高碳铬不锈轴承钢“9Crl8”。不锈轴承钢主要为在腐蚀介质中使用，其常用的不锈轴承钢为9Cr18、9Cr18Mo，已纳入GB3086-1982高碳铬不锈轴承钢技术条件中。它们是马氏体不锈轴承钢，这类轴承钢含有1%左右的C和18%左右的Cr，经热处理后具有较高的强度、硬度、耐磨性和接触疲劳寿命，又有很好的抗大气、海水、水蒸气及酸的腐蚀能力。经250-300回火后的硬度53HRC，所以，可以用其制造使用温度相对较高的高耐腐蚀轴承零件。另外，用于制造轴承零件的不锈钢还有Crl 3型、Cr17型、18-8型不锈钢等，这些不锈钢的碳含量相对较低，热处理后的硬度、强度较低，用来制造在腐蚀介质中工作负荷不大的轴承零件，如钢球、滚针套、滚针、保持架等。 d 是高温轴承钢。高温轴承钢，采用耐热钢的牌号表示方法，牌号头部不加符号“G”例如：高温轴承钢“10Cr14Mo”。通常指工作温度在150以上使用的轴承被称为高温轴承。高碳铬轴承钢最高实际使用温度仅为170，其改型的凡个轴承钢号的最高使用温度也只有250。当工作温度超过170或250，轴承套圈和滚动体的硬度往往降低到58HRC以下，这对轴承的耐磨性和使用寿命都有严重影响。因而，在高温下工作的轴承除首先要求具有高的硬度外，还要根据不同用途不同类型的轴承对材料提出不同的要求。2.6 轴承钢的性能及要求滚动轴承用材包括滚动轴承零件用材和保持架、铆钉及其他辅助材料。滚动轴承及其零件绝大多数由钢制成，滚动轴承用钢通常是高碳铬钢及渗碳钢。随着近代科学技术的发展和滚动轴承使用量日益增加，对轴承的要求越来越高，如高精度、长寿命及高可靠性等。对于一些特殊用途轴承，还要求轴承材料具有耐高温、抗腐蚀、无磁性、超低温、抗辐射等性能。除此之外，轴承材料还包括合金材料、有色金属和非金属材料等。另外，用陶瓷材料制造的轴承现已应用于机车、汽车、地铁、航空、航天、化工等领域。滚动轴承对材料的基本要求在很大程度上取决于轴承的工作性能。选择制造滚动轴承的材料是否合适，对其使用性能和寿命将有很大影响。一般情况下，滚动轴承的主要破坏形式是在交变应力作用下的疲劳剥落，以及由于摩擦磨损而使轴承精度丧失。此外，还有裂纹、压痕、锈蚀等原因造成轴承的非正常破坏。因此，滚动轴承应具有高的抗塑性变形能力，少的摩擦磨损，良好的旋转精度、良好的尺寸精度和稳定性，以及长的接触疲劳寿命。而且其中很多性能是由材料和热处理工艺所共同决定的。由于滚动轴承对材料的基本要求是由轴承的破坏形式决定的，所以要求制造滚动轴承的材料经过后工序的一定热处理后应具备下列性能：a 高的接触疲劳强度接触疲劳破坏是轴承正常破坏的主要形式。滚动轴承运转时，滚动体在轴承内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变载荷，多者每分钟可达数十万次，在周期性交变应力的反复作用下，接触表面出现疲劳剥落。滚动轴承开始出现剥落后便会引起轴承振动、噪音增大工作温度急剧上升，致使轴承最终损坏，这种破坏形式称为接触疲劳破坏。因此，要求滚动轴承用钢应具有高的接触疲劳强度。b高的耐磨性滚动轴承正常工作时，除了发生滚动摩擦外，还伴有滑动摩擦。发生滑动摩擦的主要部位是：滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面、保持架和套圈引导挡边之间以及滚子端面与套圈引导挡边之间等。滚动轴承中滑动摩擦的存在不可避免地使轴承零件产生磨损。如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度或因旋转精度下降而使轴承振动增加、寿命降低。因此，要求轴承钢应具有高的耐磨性。c高的弹性极限滚动轴承工作时，由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在承受载荷时，尤其是在承受较大载荷的情况下，接触表面的接触压力很大。为了防止在高接触应力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，因此，要求轴承钢应具有高的弹性极限。d适宜的硬度硬度是滚动轴承的重要指标之一。它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命，轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定。滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命。众所周知，滚动轴承的主要失效形式是接触疲劳破坏，以及由于耐磨性差或尺寸不稳定而使轴承精度丧失；轴承零件如果缺乏一定的韧性，在承受较大冲击载荷时又会由于发生脆断而导致轴承的破坏。所以，一定要根据轴承的具体情况和破坏的方式来确定轴承的硬度。对于由于疲劳剥落或耐磨性差使轴承精度丧失的情况，轴承零件应选用较高的硬度；对于承受较大冲击载荷的轴承(例如轧机：轴承、铁路轴承和一些汽车轴承等)，应适当降低硬度以提高轴承的韧性是十分必要的。e一定的冲击韧性很多滚动轴承在使用过程中都会受定的冲击载荷，因此要求轴承钢具有一定的韧性，以保证轴承不因冲击而破坏。对于承受较大冲击载荷的轴承例如轧机轴承、铁路轴承等要求材料具有相对较高的冲击韧性和断裂韧性，这些轴承有的用贝氏体淬火热处理工艺，有的用渗碳钢材料，就是为了保证这些轴承具有较好的耐冲击韧性。f良好的尺寸稳定性滚动轴承是精密的机械零件，其精度是以微米为计算单位。在长期的保管和使用过程中，因内在组织发生变化或应力变化会引起轴承尺寸的变化，导致轴承丧失精度。因此，为保证轴承的尺寸精度，轴承钢应具有良好的尺寸稳定性。g良好的防锈性能滚动轴承的生产工序繁多，生产周期较长，有的半成品或成品零件在装配前还需较长时间的存放，因此，轴承零件在生产过程中或在成品保存中都极易发生一定的锈蚀，特别是在潮湿的空气中。所以，要求轴承钢要具有良好的防锈性能。h良好的工艺性能滚动轴承在生产过程中，其零件要经过多道冷、热加工工序。这就要求轴承钢应具有良好的工艺性能，如冷、热成型性能，切削、磨削加工性能及热处理性能等等，以适应滚动轴承大批量、高效率、低成本和高质量生产的需要。此外，对于特殊工作条件下使用的轴承，除上述几个基本要求外，对其用钢还必须提出相应的特殊性能要求，如耐高温性能、高速性能、抗腐蚀以及防磁性能等。 3轴承钢的加工路线；预先热处理、最终热处理工艺方法；所用热处理设备的特点、结构与使用；工装夹具的设计。轴承的通常加工一般按下列工艺流程进行： 套圈: 备料锻造球化退火机加工淬火、低温回火磨削加工滚柱：棒料球化退火车制淬火、低温回火精磨抛光滚珠：备料冷镦软磨淬火、低温回火硬磨附加回火抛光轴承钢的热处理包括两大类：原材料的预先热处理即球化退火、正火；以及产品的最终热处理即淬火+低温回火和精密轴承尺寸稳定化处理。预先热处理一般采用球化退火，一般采用箱式炉GCr15轴承钢球加工路线：1 下料2 冷墩冷墩不仅可以使钢材成型，还可使钢材在冷墩过程中成分更加均匀，有效减少缺陷（夹杂、偏析等不良组织）含量，使工件组织缺陷的影响减小到最小，为后续工序做好形状上和组织上的准备。3 软磨软磨使工件外形更接近所需尺寸，为以后工序留好加工余量，以防后续加工出现尺寸偏差无法补救。4 淬火+低温回火淬火1 目的：把工件加热到奥氏体化后，以适当的方式冷却（通常是快冷）获得马氏体和贝氏体组织。在经回火使钢材获得需要的使用性能，以充分发挥材料的潜力。2设备选用：盐浴炉 3工艺原理：奥氏体被冷至低温区域下发生相变，由于相变温度低，原子扩散极困难。相变只发生点阵畸变型位移和切变（铁原子只做短程位移）而不发生碳原子的扩散，因此，马氏体是碳在Fe中的过饱和固溶体，形成以碳原子为中心的应力场。该应力场会阻碍位错运动，也可以理解为碳原子对位错的钉扎作用，从而使马氏体硬度和强度提高。GCr15轴承钢的淬火温度范围为830860，在840加热淬火，能得到最高的硬度，弯曲疲劳强度和冲击韧度，如淬火温度太高，奥氏体晶粒粗大，残余奥氏体增多,未溶碳化物过少。如淬火淬火温度过低,由于奥氏体中的合金元素浓度低,造成淬火组织中出现屈氏体组织,同时马氏体中含碳量偏低,未溶解碳化物数量过多,淬火温度过高过低都会使零件强度和疲劳寿命降低。4工艺分析： 淬火加热前的预热：目的主要是，缩短淬火加热时间、减少变形开裂、同时也可减少过热和脱碳的倾向，本工艺采用盐浴炉中预热，温度是600左右，预热810分钟，若采用箱式电炉预热，温度在530550左右时间更长些。 加热时间的确定：各厂对加热时间的确定并不完全相同，一般经过预热的加热时间为1015smm，箱式电炉为3550smm。不经预热盐炉为3035smm，箱式电炉为90100smm。本例中GCr15轴承滚珠经预热后在盐炉淬火加热时间考虑装炉量取8分钟。 淬火冷却：由于GCr15轴承滚珠含有合金元素较多，阻碍了成分的均匀化，也为了防止GCr15轴承钢变形并且还要有一定的韧性和抗疲劳强度，所以用油冷 5530-550830860油冷8-10分钟8分钟淬火工艺曲线6 GCr15轴承钢珠淬火后项目检验： 外观：淬火后GCr15轴承钢珠表面无裂纹及伤痕。 硬度：GCr15轴承钢珠淬火后应符合技术要求63HRC 金相检验：显微组织为隐晶马氏体和少量残余奥氏体和细小均匀碳化物。 脱碳、变形、软点小于规定值7 GCr15轴承钢珠淬火缺陷原因及防止、补救措施。1） 硬度不足 淬火温度过低，渗碳体溶解量较少，奥氏体中含碳量过低，不但硬度不足，可能还引起强度不足，抗疲劳强度也不合格。可通过适当提高淬火温度重新淬火。 氧化脱碳严重，导致工件表层含碳量不足，可通过更换淬火炉如使用真空淬火炉，或对盐浴炉进行清洁（如捞渣、防氧化等措施）之后再进行淬火。2） 软点：GCr15轴承钢珠在水中淬火容易产生软点，这是淬火时气泡引起的，可采用827%Na2CO3溶液作为淬火介质，搅拌冷却介质或震动工件、料筐也可以有效减少软点。回火1 目的：GCr15轴承钢珠淬火后处于高应力状态，冲击韧度、疲劳强度等性能都很低。淬火组织中马氏体和参与奥氏体是不稳定相，影响组织和尺寸的稳定性。因此，GCr15轴承钢珠淬火后要及时回火，以消除淬火应力，提高组织和尺寸的稳定性，并提高综合力学性能。GCr15轴承钢珠回火后的组织为在隐晶马氏体基体上均匀分布着细小粒状碳化物颗粒，硬度为6165HRC2 设备选择：真空炉200-230空冷半小时回火工艺曲线3 GCr15轴承钢珠回火后项目检验：1）硬度：回火后硬度符合工件技术要求达到61HRC或以上硬度。2）金相组织：GCr15轴承钢珠的回火组织为在隐晶马氏体基体上均匀分布着细小的碳化物颗粒。4 GCr15轴承钢珠回火后缺陷原因及防止、补救措施：1）硬度不合格：回火硬度过高、过低或不均匀，主要是回火温度过低、过高或炉温不均匀造成的。回火后硬度过低需返修，重新淬火回火。回火后硬度过高可按回火规范重新回火。硬度不均匀的原因，可能是一次装炉量过多，或选用加热炉不当所致。如果回火在气氛炉中进行，炉内应有气流强迫循环。否则炉内温度不可能均匀。2）回火后工件发生变形：通常由于回火前工件内应力不平衡，回火时应力不平衡，回火时应力松弛，应力重新分布所致。要避免回火后变形，采用回火校直法或热点校直法。多次校直，多次加热，或采用压具回火。3）回火件韧性较低：在第一类回火脆性区回火后没有进行快冷，都会使工件回火后的脆性增加，可以采用重新加热回火，然后快冷的方法去消除。4）此外：回火过程中有时会会出现网状裂纹，尤其是高碳钢工件在会回火时如果加热过快，表面先回火，比容减小，产生多向拉应力，形成网状裂纹；高速钢表面脱碳后，在回火过程中也能形成网状裂纹。因为，表面脱碳后，马氏体的比容减小，以至表面产生多向拉应力而形成网状裂纹。根据上述产生网状裂纹的原因，可采用相应的措施加以避免。5 硬磨通过硬磨使工件的尺寸符合工件所需尺寸，达到技术要求，同时通过硬磨在表层形成加工硬化层，进一步提高工件的力学性能。6 附加回火减少残余应力的方法是附加回火。经过淬火、回火的轴承在磨削加工中，又将产生磨削应力，据测试磨削应力可高达500600Mpa。它和低温回火时未能完全消除的残余应力叠加在一起，引起轴承的尺寸变化，甚至导致表面龟裂。因此轴承在磨削加工后要进行回火，即附加回火。一般轴承钢附加回火采用130150回火36小时，回火一次。精密轴承回火实践1524小时，回火两到三次。7 抛光抛光通常在表面处理后进行，其目的是去除金属表面细微划痕，降低工件的表面粗糙度值，使工件获得装饰性外观，同时也使工件在使用过程中减小摩擦阻力，尤其是球体类零件，可以先主增强其使用寿命。8 成品如果检查没有缺陷即可装配使用。轴承钢的热处理包括两大类：原材料的预先热处理即球化退、正火；以及产品的最终热处理即淬火回火和精密轴承尺寸稳定化处理。4 轴承钢材的质量检验a 钢材表面质量的外观检查。钢材表面质量通常用肉眼检查，退火及未退火的热思钢材，必要时可用风动或电动手提砂轮磨成螺旋頫进行检查。冷拉退火条钢和钢管可用细的平锉刀在整根材料上锉成三到四处圆周光面，用肉眼检查。钢丝盘料通常也用肉眼检查，此外，也可采用酸洗检查，即在盘料的两端各取250mm长，按低倍酸洗工艺酸洗后肉眼检查其表面。 b 钢材尺寸检查。退火和不退火的热轧圆钢，用读数值为0.1 mm的游标卡尺或卡规进行尺寸检查。冷拉条钢和钢丝用分度值为0.01 mm千分尺进行检查。热轧和冷拉钢管的外径尺寸和壁厚差分别用读数值为0.1 mm的游标卡尺和分度值为0.01 mm千分尺检查。冷轧钢板和钢带的厚度用千分尺检查。钢材的长度、宽度用钢直尺检查。各种钢材（除盘料外）的弯曲度可用双直尺或塞尺检查。 c 鉴别钢种检查。鉴别钢种一般用手提看谱镜和火花鉴别法进行检查。手提看谱镜是一种半定量的光谱仪器，能够半定量地检查出钢中的主要合金元素，如铬、锰、镍、钼、钨、钒等。光谱检查可以查明被检钢材的钢号及有无混钢种情况。火花检查是根据火花特征判断被检钢材的钢号。 d 硬度检查。对于冷拉退火条钢和热轧退火钢材要进行布氏硬度检查。布氏硬度试验方法按GB231-84标准规定进行。 e 断口检查。直径30mm以下的冷拉退火及热轧退火钢材应进行断口检查。在钢材一端切一缺口用锤击断或用压力机截取断口试样。用肉眼检查断面上、是否有缩孔、白点、裂纹，过烧等缺陷。 f 低倍组织检查。直径大于30mm的退火钢材和不退火钢材一般都检查低倍组织。即在钢材的一端用锯床（退火材）和砂轮切割机（不退火材）切取厚度为1215mm的圆片试样，试样被检的一面用磨床磨平。经热酸洗后用肉眼检查偏析、疏松程度有无缩孔、白点裂纹、过烧等缺陷。热酸洗用50%的工业盐酸水溶液，加热到705，酸洗时间为3040min，试样取出后用碱水冲洗，然后用80热清水冲洗净。 g 化学成分分析。化学成分一般按炉号取样分析。钢号的各种元素成分分析方法按国家标准规定进行。化学分析方法比较慢，不适用于生产现场，由于光谱科学的发展，目前，在生产厂一般采用光谱分析方法来分析检验钢材的化学成分。 h 高倍组织检查。高倍组织用金相显微镜进行检查，检验的项目有：退火组织（放大500倍）脱碳层深度（放大100倍），在钢材的横截面上检查。碳化物液析、碳化物带状、非金属夹杂物（放大100倍）在钢材的纵向截面上检查，但为了减少试样数量，网状可与带状、液析用同一试样在纵向截面上检查，有疑问时，以横向截面检验结果为准。 I 拉力检验。钢丝和钢板要进行拉力检验，钢丝拉力检验，在钢丝的一端截取长250mm的试样，在拉力试验机上进行拉力试验。钢板根据标准规定截取和制备试样，在拉力机上进行拉力试验。拉力试验方法按GB228-76标准规定进行。轴承钢材的检验数量：轴承钢钢材的检查以批或炉次作为检验单位。每批钢材必须由同一钢种，同一冶炼炉号，同一热处理炉次，同一尺寸的钢材组成。轴承钢材的检查数量根据钢材的订货技术标准，供货状态而定。目前，我国高碳铬轴承钢棒、条、丝有三个标准。棒、条钢材用YJ284和YB9-68，钢丝标准为YB 245-64。5 轴承钢的新工艺应用 钢的组织性能要求、轴承钢的成分及特点及轴承钢的冶金质量。 轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈。由于轴承应具备长寿命、高精度、低发热量、高速性、高刚性、低噪声、高耐磨性等特性，因此要求轴承钢应具备：高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为了达到上述性能要求，对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格。轴承钢总体上向高质量、高性能和多品种方向发展。轴承用钢按特性及应用环境划分为：高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢及专用的特种轴承材料。为适应高温、高速、高负荷、耐蚀、抗辐射的要求，需要研制一系列具有特殊性能的新型轴承钢。为了降低轴承钢的氧含量，发展了真空冶炼、电渣重熔、电子束重熔等轴承钢的冶炼技术。而大批量轴承钢的冶炼由电弧炉熔炼，发展成各种类型初炼炉加炉外精炼。20世纪90年代以来，随着经济发展和工业技术进步，轴承的应用范围扩大；而国际贸易的发展，又推动了轴承钢标准国际化和新技术、新工艺及新装备的开发和应用，效率高、质量高、成本低的配套技术和工艺装备应运而生。日本和德国等均建成了高洁净度、高质量的轴承钢生产线，使钢的产量迅速增加，钢的质量和疲劳寿命大幅度提高。日本和瑞典生产的轴承钢的氧含量降到10ppm以下。 轴承的接触疲劳寿命对钢组织的均匀性非常敏感。提高洁净度（减少钢中的杂质元素和夹杂物含量），几促使钢中的非金属夹杂物和碳化物细小均匀分布，可以提高一轴承钢的接触疲劳寿命。轴承钢使用状态下的组织应是回火马氏体基体上均匀分布着细小的碳化物颗粒，这样的组织可以赋予轴承钢所需要的性能。高碳轴承钢中的主要合金元素有碳、铬、硅、锰、钒等。 如何获得球化组织是轴承钢生产中的重要问题，控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。通过控轧或轧后快冷消除了网状碳化物，获得合适的预备组织，可以缩短轴承钢球化退火时间，细化碳化物，提高疲劳寿命。近年来，俄罗斯和日本采用低温控轧（800850以下），轧后采用空冷加短时间退火，或完全取消球化退火工艺，就可得到合格的轴承钢组织。轴承钢的650温加工也是新型技术。共析钢或高碳钢热加工前若具有细晶粒组织或在加工过程能形成细晶粒，则在（0.40.6）熔化温度范围内，在一定应变速率下，呈现出超塑性。美国海军研究院（NSP）对52100钢进行了650温加工试验表明，在650下真应变2.5不发生断裂。因此，有可能以650温加工来代替高温加工并与球化退火工艺结合起来，这对简化设备和工序、节约能源、提高质量有重要意义。 在热处理方面，在提高球化退火质量，获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或取消球化退火工序的研究方面有了进展，即盘条生产采用两次组织退火，将拉拔后的720730再结晶退火改为760的组织退火。这样可以得到硬度低、球化好、无网状碳化物的组织，关键要保证中间拉拔减面率14%。该工艺使热处理炉的效率提高25%30%。连续式球化退火热处理技术是轴承钢热处理的发展方向。 各国都在研究和开发新型轴承钢，扩大应用和代替传统的轴承钢。如快速渗碳轴承钢，通过改变化学成分来提高渗碳速度，其中碳含量由传统的0.08%0.20%提高到0.45左右，渗碳时间由7h缩短到30min。开发了高频淬火轴承钢，用普通中碳钢或中碳锰、铬钢，通过高频加热淬火来代替普通轴承钢，既简化了生产工序又降低了成本，并提高了使用寿命。日本研制的GCr465、SCM465疲劳寿命比SUJ-2高24倍。由于在高温、腐蚀、润滑条件恶劣的环境下使用轴承愈来愈多，过去使用的M50（CrMo4V）、440C （9Cr18Mo）等轴承钢已不能满足使用要求，急需研制加工性能好、成本低、疲劳寿命长、能适合不同目的和用途的轴承用钢，如高温渗碳钢M50NiL、易加工不锈轴承钢50X 18M以及陶瓷轴承材料等。 针对GCr15SiMn钢淬透性低的弱点，我国开发了高淬透性和淬硬性轴承钢GCr15SiMo，其淬硬性HRC60，淬透性J6025mm。GCr15SiMo的接触疲劳寿命L10和L50分别比GCr15Si Mn提