金属热处理

作者：杨红兵, 邵子恒, 颜莹, 谷金波, 迟宏宵, 王斌, 张鹏, 张哲峰

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, 辽宁 沈阳 110016;；2.东北大学 材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110819;；3.钢铁研究总院有限公司, 北京 100081

关键词：低碳高合金轴承钢,渗碳,滚动接触疲劳,碳化物,裂纹萌生

基金：国家科技重大专项(J2019-VI-0019-0134)

通过对一种低碳高合金轴承钢进行两种不同时间的渗碳处理,研究了渗碳处理后轴承钢的显微组织、硬度、残余应力梯度及滚动接触疲劳行为。结果表明:该轴承钢经过不同时间渗碳处理后,渗碳层组织均为高碳马氏体+碳化物,碳化物类型主要是M23C6、M6C和M7C3;心部组织均为回火索氏体+少量残留奥氏体;两种不同时间渗碳处理轴承钢的表层及次表层残余应力与显微硬度差异并不大。与较短时间渗碳处理轴承钢相比,较长时间渗碳处理轴承钢渗碳层中的碳化物含量较多、尺寸较细,碳化物倾向于椭圆状。渗碳层深度从980 μm增加到1184 μm时,滚动接触疲劳额定寿命L10提高了约192%,中值寿命L50提高了约95%。较长时间渗碳处理轴承钢具有相对较高的滚动接触疲劳寿命,这主要是因为在其渗碳层内具有尺寸相对细小的椭圆状M6C型碳化物和M23C6 型碳化物,在相同循环载荷作用下碳化物附近产生的最大剪切应力和最大剪切应变较小,不易萌生裂纹。

来源：2025年第12期

《金属热处理》期刊编辑部

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