双真空冶炼高合金轴承钢后真空表面渗碳疲劳性能的研究

摘要

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜等分析手段,研究了Cr-Co-Mo-Ni轴承钢经真空感应+真空自耗冶炼后真空表面渗碳的旋转弯曲疲劳性能。结果表明:采用双真空冶炼后能明显提高钢的纯净度,该钢中夹杂物直径小于3μm的个数所占96.41%,大于3μm的个数所占3.59%。经过真空表面渗碳后,钢表面硬度为1000 HV,其轴向残余压应力值超过400 MPa,周向残余压应力值超过200 MPa,高的残余应力阻止裂纹的萌生和降低裂纹扩展速度。心部的残余奥氏体以层状分布在板条马氏体之间,体积分数为8.51%,为心部提供良好的韧性。此时钢的中值疲劳极限高达1016 MPa,起裂源由渗层次表面夹杂和渗层近表面基体引起的开裂概率都为35%。因此,提高冶金质量和控制表面渗碳工艺能够提高钢的旋转弯曲疲劳性能。