材料研究学报

作者：刘震寰, 李勇翰, 刘洋, 王培, 李殿中

单位：1.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 1100162.中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：金属材料,GCr15钢,时效处理,冲击韧性,深冷处理,碳化物演变

基金：中国科学院区域重点项目A类(KFJ-STS-QYZD-2021-20-002)

对GCr15轴承钢进行170℃时效处理，使用SEM、TEM、XRD等手段对其表征，研究了这种钢在时效过程中碳化物的演化行为及其对性能的影响。结果表明，在840℃淬火后再在230℃回火，钢的硬度不低于59 HRC，冲击韧性大幅度提高，钢中的残余奥氏体基本上消除，可保障其170℃的性能和尺寸稳定性。在时效过程中发生的碳原子配分和碳化物析出，使钢基体中碳的浓度、晶格畸变、微区应力应变先降低后稳定，过渡碳化物向非共格的渗碳体转变和粗化。这两个因素的耦合作用使钢的硬度降低、冲击韧性先升高后降低。马氏体的碳脱溶和碳化物类型的转变相互协调，使钢时效1000 h到2000 h间硬度有所回升。为了提高时效过程中钢的显微组织和性能的稳定性，淬火后又进行了深冷处理以引入高密度缺陷，促进了回火和时效过程中碳元素的配分，使析出的碳化物细小弥散并抑制了其在时效过程中的长大与粗化。深冷处理使碳化物的长大速率由298 nm3/h降低到229.5 nm3/h，在一定程度上延缓了性能的衰退、提高了GCr15轴承钢在真空干泵高温环境中的性能稳定性。

来源：2024年第2期

《材料研究学报》期刊编辑部

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