金屬材料方向課程設(shè)計(jì).

1、設(shè)計(jì)任務(wù)隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)原油產(chǎn)品的需求量不斷增加，石油行業(yè)的發(fā)展對(duì)石油機(jī)械用軸承的壽命提出了越來越高的要求。石油機(jī)械用軸承不僅要承受拉伸、壓縮、彎曲、剪切、等復(fù)雜的交變應(yīng)力狀態(tài)和高應(yīng)力還要受到腐蝕介質(zhì)的侵蝕。煉油廠加丁原油種類日趨復(fù)雜、原油性質(zhì)變差，硫含量和酸值均有所增加，設(shè)備腐蝕問題日趨嚴(yán)重，尤其是機(jī)械“關(guān)節(jié)”- 軸承，因此選擇合適的材料、制定適宜的熱處理工藝，以提升和強(qiáng)化石油機(jī)械用防銹軸承的性能顯得尤為重要。1摘要本文根據(jù)石油機(jī)械用軸承的服役條件，以滾動(dòng)軸承為例，以選擇合適的鋼材并制定適宜的熱處理工藝制度，設(shè)計(jì)石油機(jī)械中用的防銹軸承使得其熱處理后的最終硬度在5862HRC為目標(biāo)，

2、首先分析了石油的腐蝕環(huán)境軸承零件的服役條件，在此基礎(chǔ)上根據(jù)其可能的失效形式，工作環(huán)境及性能要求選擇合適的材料，設(shè)計(jì)零件加工工藝路線，分析熱加工過程，最后進(jìn)行性能檢測及分析。2目錄設(shè)計(jì)任務(wù) . .1摘要 . . 2第一章 工件的服役條件 . . 1第二章 材料的選取 . . 12.1軸承性能的一般要求 .12.2化學(xué)成分的作用 .32.3滾動(dòng)軸承用鋼冶煉質(zhì)量的基本要求. . 42.4防銹石油軸承的選材 .6第三章 零件加工工藝路線 . . 73.1加工路線 . . 73.2套圈制造 .73.3滾動(dòng)體制造 .83.4滾動(dòng)軸承裝配一般工藝過程 .8第四章 熱加工過程及分析 . . 84.1鍛造 .8

3、4.2預(yù)備熱處理 .94.3熱處理工藝 .114.3.1淬火工藝 .114.3.2回火工藝 .13第五章性能檢測方法及分析 . . 145.2耐磨性的測定 .145.3強(qiáng)度的測定 .145.4硬度的測定 .155.5沖擊韌性的測定 .155.6防銹性能的測定 .165.7常見缺陷及分析 . . 16第六章結(jié)論或建議 . . 17參考文獻(xiàn) . .183第一章工件的服役條件軸承零件在實(shí)際使用過程中，往往要在拉伸、壓縮、彎曲、剪切、交變等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和高應(yīng)力值條件下，高速長時(shí)間工作。軸承應(yīng)滿足：一、能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度；二、具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。三、具有一定的支撐精度

4、，保證被支撐零件的回轉(zhuǎn)精度。滾動(dòng)軸承中的向心軸承通常由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和滾動(dòng)體保持架四部分組成。內(nèi)圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在軸承座孔中。在服役過程中，滾動(dòng)軸承的服役條件具有以下特點(diǎn)：首先，接觸應(yīng)力很高，滾動(dòng)體與內(nèi)外圈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)以滾動(dòng)為主，但同時(shí)伴有滑動(dòng)，其主要失效形式以磨損和接觸疲勞為主。這就要求滾動(dòng)體及內(nèi)外圈滾道等發(fā)生接觸的表面具有高硬度、高耐磨性和高接觸疲勞強(qiáng)度，所以軸承鋼的選材首先要求鋼的含碳量足夠高。其次，大尺寸滾動(dòng)軸承受力也很大，并可能受到一定的沖擊載荷作用，其失效形式也會(huì)出現(xiàn)斷裂這種形式。因此，大尺寸軸承要求芯部具有良好的韌性，而表面具有高硬度、高耐磨性和高的接觸疲

5、勞強(qiáng)度。最后，還應(yīng)具有在大氣環(huán)境、石油等介質(zhì)環(huán)境下具有良好的抗腐蝕能力。第二章材料的選取2.1 軸承性能的一般要求1）高的接觸疲勞強(qiáng)度1接觸疲勞強(qiáng)度是軸承正常破壞的主要要形式，滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體在軸承內(nèi)、外圍的滾道間滾動(dòng)，其接觸部分承受周期性交變載荷。多者每分鐘可達(dá)數(shù)十萬次，在周期性交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，接觸表面出現(xiàn)疲勞剝落。滾動(dòng)軸承開始出現(xiàn)剝落后便會(huì)引起軸承振動(dòng)、噪音增大、工作溫度急劇上升致使軸承最終損壞，這種破壞形式稱為接觸疲勞破壞。因此，要求滾動(dòng)軸承應(yīng)具有高的接觸疲勞強(qiáng)度。2）高的耐磨性滾動(dòng)軸承正常工作時(shí)，除了發(fā)生滾動(dòng)摩擦外，還伴有滑動(dòng)摩擦。發(fā)生滑動(dòng)摩擦的主要部位是：滾動(dòng)體與滾道之間

6、的接觸面、滾動(dòng)體和保持架兜孔之間的接觸面、保持架和套圈引導(dǎo)擋邊之間以及滾子端面與套圈引導(dǎo)檔邊之間等。滾動(dòng)軸承中滑動(dòng)摩擦的存在不可避免地使軸承零件產(chǎn)生磨損。如果軸承鋼的耐磨性差，滾動(dòng)軸承便會(huì)因磨損而過早地喪失精度或因旋轉(zhuǎn)精度下降而使軸承振動(dòng)增加、壽命降低、因此，要求軸承鋼應(yīng)具有高的剛磨性。3）高的彈性極限滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體與內(nèi)、外套圈的接觸面積很小，但承受負(fù)荷大。為了防止在高負(fù)荷作用下發(fā)生過大的塑性變形，以致破壞軸承的精度和引起表面裂紋，所以要求軸承材料具有高的彈性極限。4）適宜的硬度硬度是滾動(dòng)軸承的重要指標(biāo)之一。它與材料接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性、彈性極限有著密切的關(guān)系，直接影響滾動(dòng)軸承的壽命。

7、滾動(dòng)軸承用鋼的硬度要適宜，過大或過小都將影響使用壽命因此2硬度是軸承質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。5）一定的韌性大多數(shù)軸承在使用時(shí)承受沖出負(fù)荷，尤其是軋鋼機(jī)上使用的壓下軸承。因此要求軸承鋼具有一定的韌性，以保證軸承不因承受沖出負(fù)荷而破壞。對(duì)于承受較大沖擊載荷的軸承如軋機(jī)軸承鐵路軸承等要求材料具有相對(duì)較高的沖擊韌性和斷裂韌性，這些軸承有的用貝氏體淬火熱處理工藝，有的用滲碳鋼材料，就是為了保證這些軸承具有較好的沖擊韌性。6）良好的尺寸穩(wěn)定性滾動(dòng)軸承系精密的機(jī)械零件，其精度是以微米為計(jì)算單位的。在長期的保存和使用中，因內(nèi)在組織發(fā)生變化或應(yīng)力變化會(huì)引起尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致軸承喪失精度。這就要求軸承用鋼應(yīng)具有較好的

8、尺寸穩(wěn)定性。7）良好的防銹性能原油雖經(jīng)脫鹽脫水，但仍含一定數(shù)量的無機(jī)鹽和水，其中氯鹽在 120以上易水解生成氯化氫。 高溫重油部位葉金屬的硫腐蝕常發(fā)生在常壓、減壓加熱爐管、轉(zhuǎn)油線以及蒸餾塔進(jìn)料部位、塔底、熱油泵的葉輪等高溫重油部位。滾動(dòng)軸承的生產(chǎn)工序繁多，周期長，而成品亦需長期存放，故要求制造軸承用鋼應(yīng)具有一定的防銹性能，以便軸承零件在生產(chǎn)流程中和軸承保存期間不致銹蝕。2.2 化學(xué)成分的作用1）C決定鋼的性能的主要元素， 保證 鋼的高硬度和耐磨性。2）Cr提高淬透性和耐磨性（Fe，Cr） 3C。3）Si提高淬透性，增加鋼的強(qiáng)度、彈性極限和疲勞強(qiáng)度。3Mn 增加鋼的強(qiáng)度提高淬透性，過熱敏感性比較

9、強(qiáng)。4）Mo 提高淬透性,細(xì)化晶粒。5）P<0.025% 、S<0.025 % 減少夾雜物，提高疲勞壽命。2.3滾動(dòng)軸承用鋼冶煉質(zhì)量的基本要求滾動(dòng)軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與軸承用鋼的冶金質(zhì)量有著密切的關(guān)系。由于軸承鋼所具有的特性，對(duì)冶金質(zhì)量的要求比一般工業(yè)用鋼要嚴(yán)格得多。1）嚴(yán)格的化學(xué)成分要求 :一般軸承用鋼主要是高碳鉻鋼即含碳量是1%左右，加入1.5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能，提高淬透性，組織均勻性，回火穩(wěn)定性又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當(dāng)鉻含量超過1.65%時(shí)，淬火后會(huì)增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的

10、不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此，高碳鉻鋼中的含鉻量一般控制在1.65%。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分，才能通過熱處理工序獲得軸承性能組織和硬度。2）高精度的尺寸要求表 1 高碳鉻不銹鋼物理性3）特別嚴(yán)格的純潔度要求：4鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物，硅酸鹽等有夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落，顯著降低軸承壽命的主要原因，特別是脆性夾雜物危害最大，由于在加工過程中，容易從金屬基體上剝落下來，嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此為了提高軸承的使用壽命和可靠性必須降低軸承鋼中夾雜物的含量4）嚴(yán)格的低倍組織和顯微（高倍）組織

11、要求:軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和偏析，顯微組織包括鋼的退火組織碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時(shí)容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強(qiáng)度。低高倍組織的優(yōu)劣對(duì)滾動(dòng)軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)低高倍組織有著嚴(yán)格的要求。5）特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求：對(duì)軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋夾渣、毛刺、結(jié)疤，氧化皮等，內(nèi)部缺陷包括縮孔，氣泡白點(diǎn)嚴(yán)重的疏松和偏析等。這些缺陷對(duì)于軸承的加工軸承的性能和壽命有很大的影響在軸承材料中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些

12、缺陷。6）特別嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求：在軸承鋼中，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物分布的不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度有較大的影響。另外嚴(yán)重的碳化物不均勻性容易使軸承零件在淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還會(huì)導(dǎo)致軸承的壽命降低。因此，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)不同規(guī)格的鋼5材均有明確的特別要求。7）特別嚴(yán)格的表面脫碳層要求：在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鋼材表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定，如果表面脫碳層超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報(bào)廢。2.4 防銹石油軸承的選材高碳鉻不銹綱屬馬氏體

13、不銹鋼，它不僅具有 GCrl5 型鉻軸承鋼所要求的性能，而且還具備高的耐腐蝕能力和一定的耐高溫能力。它主要用于制造在海水、河水、硝酸、海洋性氣候等介質(zhì)中和在低溫 (-183283)、高溫 (350 )下工作的軸承。例如，石油機(jī)械、化工機(jī)械、食品機(jī)械、航天、航空工業(yè)、船舶等方面使用的軸承。 3化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %）CSiMnCrMoSP9Cr180.917.001.000.800.8019.000.0300.0359Cr18Mo0.9516.000.401.10.800.8018.000.700.0300.0350牌 號(hào)9Cr189Cr18Mo表 2 高碳鉻不銹鋼化學(xué)成分用途用于制造海水，河水

14、，蒸餾水，硝酸，海洋性氣候蒸汽等腐蝕環(huán)境及無潤滑的強(qiáng)氧化氣氛中工作的軸承，如船舶、化工、石油機(jī)械中的軸承及航海儀表上的軸承等，也可作為耐蝕高溫軸承材料，但使用溫度不能超過 250。此外，它們還可以用于制作醫(yī)療手術(shù)刀具。用于微型軸承套圈和鋼球；6適于在高真空以及在 -253 350溫度范圍內(nèi)工作的軸承零件（套筒以及滾動(dòng)體） 。0Cr18Ni91Cr18Ni9制造耐腐蝕軸承保持架，防塵蓋，套圈，鋼球等1Cr18Ni9TiCr17Ni2制造高速，耐腐蝕軸承保持架，鋼球。1Cr13制造 940/00 型滾針軸承的外套。2Cr13制造關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)套3Cr3制造關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)套4Cr13制造耐腐蝕滾針和套圈

15、。表 3 高碳鉻不銹鋼適用范圍根據(jù)軸承服役條件以及性能要求，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性原則，因此選用 9Cr18 為本次設(shè)計(jì)的材料。第三章零件加工工藝路線3.1加工路線下料鍛造毛坯等溫球化退火車削加工粗磨淬火回火細(xì)磨穩(wěn)定化處理（附加回火）精研工件表面檢驗(yàn)成品清洗防銹3.2 套圈制造套圈是滾動(dòng)軸承的重要零件。由于滾動(dòng)鈾承的品種繁多，使得不同類型軸承的套圈尺寸、結(jié)構(gòu)刷造使用的設(shè)備、工藝方法等各個(gè)相同。套圈制造的原材料為圓柱形棒料或管料，日前根據(jù)成型工藝不同，滾動(dòng)鈾承套圈一般有以下幾種制造過程。1)(棒料 ) 下料鍛造退火( 或正火 )車削 ( 冷輾成型 )熱處理淬、回火磨削零件檢查退磁、清洗提交裝配2)(棒料

16、、管料 ) 下料冷輾成型熱處理淬、回火磨削零件檢查退磁、清洗提交裝配73)(管料 ) 下料車削成型熱處理淬、 回火磨削零件檢查退磁、消洗提交裝配4)(體料 ) 下料冷 ( 溫) 擠壓成型午削熱處理淬、 回火磨削零件檢查退磁、清洗3.3 滾動(dòng)體制造材料改制成形（冷鐓、車削、鍛造 ) 軟磨外徑或端面熱處理淬火、回火磨端面磨球基面 ( 產(chǎn)品有要求時(shí) ) 粗磨外徑細(xì)磨外徑終磨外徑 l 終磨外徑 2、磨凸度 ( 產(chǎn)品有要求時(shí) ) 超精外徑（ 2 級(jí)以上精度的滾子 ) 。3.4 滾動(dòng)軸承裝配一般工藝過程滾動(dòng)軸承一般裝配工藝過程可以歸納如下：成品零件退磁清洗成品零件尺寸選別游隙計(jì)算、零件紐裝配套成品游隙檢查

17、鉚合保持架 ( 需要時(shí) ) 成品退磁清洗成品檢查涂油、防銹包裝第四章熱加工過程及分析4.1 鍛造熱處理質(zhì)量好壞，首先應(yīng)控制鍛造質(zhì)量。它不僅影響零件的成型，而且鍛造組織對(duì)退火及其機(jī)械性能產(chǎn)生較大的影響。由于9Cr18 鋼導(dǎo)熱性差，鋼中的合金碳化物在高溫下溶于奧氏體中的速度慢，為此鍛造加熱速度也要慢，在800350要進(jìn)行預(yù)熱。又因其淬透性好，導(dǎo)熱性差，故鍛造后的冷卻速度也應(yīng)緩慢，否則將產(chǎn)生裂紋。在鍛造組織中不允許有過熱、過燒、孿晶以及因停鍛8溫度高，冷卻緩慢產(chǎn)生的粗大網(wǎng)狀碳化物。因?yàn)椋@些組織在退火中都無法消除而影響鋼的最終性能。正常的鍛造組織應(yīng)有奧氏體，馬氏體和一次、二次碳化物所組成，鋼的晶粒也

18、應(yīng)較細(xì)，這樣在退火加熱時(shí)，容易轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，退火后容易獲得理想的組織和硬度。 1表 3 高碳鉻不銹鋼熱加工性能24.2 預(yù)備熱處理9Cr18 鋼預(yù)備熱處理采用的是球化退火，目的使組織變?yōu)榫鶆蚍植嫉募?xì)粒狀珠光體，獲得最佳的機(jī)加工性能并為淬火提供良好的原始組織，使淬火、回火后獲得最佳的力學(xué)性能。球化退火的技術(shù)要求 9Crl8 鋼球化退火應(yīng)達(dá)到“高碳鉻不銹鋼軌承零件熱處理質(zhì)量標(biāo)淮”規(guī)定。硬度：退火后HB197255。顯微組織：均勻分布的粒狀珠光體和一次碳化物。不允許有欠熱、過熱及因鍛造過熱引起的孿晶碳化物。脫碳層：不得超過淬火前每邊最小加工余量的三分之二。(1) 低溫球化退火 低溫球化退火主要適用冷

19、沖和半熱沖鋼球的退火。它的作用是消除加工過程中的殘余應(yīng)力以及淬火過熱、欠熱零件的返修。9(2) 一般球化退火 一般球化退火是鍛造毛坯球化退火的主要方法。 9Crl8 鋼一般球化退火加熱溫度范圍較寬，在800950都能獲得合格的組織與硬度。退火冷卻速度對(duì)硬度的影響不大，甚至在 90小時(shí)的冷卻進(jìn)度下都可獲得較滿意的組織和硬度。生產(chǎn)中常采用的退火加熱溫度為850870( 也可采用 910+10) ，保溫后的冷卻速度為3090 / 小時(shí)。(3) 等溫球化退火主要運(yùn)用熱沖球和鍛制毛坯。等溫球化退火加熱溫度與一般球化退火加熱溫度相同。隨等溫溫度的增高硬度下降，珠光體組織較粗。實(shí)際生產(chǎn)中常采用730等溫。退

20、火名退火工藝應(yīng)用范圍備注稱低溫球化退火等溫球化退火溫度溫度 850 8703 6700780爐冷46600 出爐空冷時(shí)間（小時(shí)）爐冷73090/小時(shí)冷卻3 6600 出爐空冷時(shí)間（小時(shí)）冷沖和零件留半熱沖球量小的退火； 需用鑄淬火過 鐵罐裝熱，欠熱零 箱密封件的返修； 退火或消除殘 采用保余應(yīng)力；護(hù)氣體電爐退火熱沖球和零件留鍛制毛坯量小的的退火需用鑄鐵罐裝箱密封退火或采用保護(hù)氣體電爐退火10一般球熱沖球和零件留化退火溫鍛制毛坯量小的度850 87090小時(shí)冷到的退火用鑄鐵罐裝箱600出爐空冷密封退3 6火或采用保護(hù)氣體電時(shí)間（小時(shí)）爐退火表 4 球化退火工藝曲線表 5 球化退火過程圖解4.3

21、熱處理工藝4.3.1淬火工藝9Crl8 鋼經(jīng)淬火才能獲得高的硬度，其淬火組織為隱晶馬氏體、結(jié)晶馬氏體、殘余奧氏體及一次、二次碳化物。為了防止表面氧化脫碳和腐蝕麻點(diǎn)，應(yīng)采用鹽滬、保護(hù)氣氛爐和真空爐進(jìn)行加熱。淬火工藝11淬火的目的是提高軸承零件的硬度，強(qiáng)度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度，并通過回火獲得高的尺寸穩(wěn)定性和綜合機(jī)械性能。淬火后顯微組織有隱晶馬氏體和細(xì)小結(jié)晶馬氏體、細(xì)小而均勻的殘留碳化物以及殘留奧氏體組成。這些組織的相對(duì)含量以及分布將決定鋼的性能。淬火通常是在鹽浴爐或在帶有保護(hù)氣氛的電爐中加熱，以免脫碳。在鹽浴爐中加熱，要防止零件表面產(chǎn)生腐蝕麻點(diǎn)。淬火加熱溫度一般選用 1050 1100，如超過 11

22、00，則由于淬火后組織中存在著大量殘余奧氏體，硬度急劇下降，同時(shí)組織變粗，使鋼的性能變壞。對(duì)于易變性或薄壁，小零件宜選用加熱溫度的下限。對(duì)在高溫下工作并要求高硬度的零件，應(yīng)選用加熱溫度的上限。在加熱時(shí)須在 800 850預(yù)熱后再升溫到淬火溫度。預(yù)熱4時(shí)間一般為保溫時(shí)間的二倍，保溫時(shí)間按零件有效厚度來計(jì)算。有效厚度（毫米）預(yù)熱終加熱溫度時(shí)間溫度保溫時(shí)加熱備（）（分）（）間（分） 設(shè)備注38006105036在鹽爐8501070中終加熱358006101050610箱的保溫時(shí)8501080式間可按 16880071210701013電分/ 毫米；8501090爐厚度大于91280091410801

23、31514 毫米者8501100可按 40秒13800151810801416/ 毫米16850110070秒/毫17800192210801620米計(jì)2085011002180022271080192325850110012表 6 9Cr18 鋼軸承零件淬火加熱溫度和保溫時(shí)間4.3.2回火工藝軸承鋼回火工藝應(yīng)根據(jù)軸承的服役條件和技術(shù)要求來確定。通常分為三種工藝 : 常規(guī)回火一般軸承的回火；穩(wěn)定化回火精密軸承回火；高溫回火一些航空軸承及其他特殊軸承的回火。1）溫度的選擇回火溫度應(yīng)比軸承工作溫度高30 50. 通常 120以下工作的軸承，應(yīng)用 180200回火；要求在高溫下工作的軸承，回火溫度分

24、別選用 200；250； 300；350等。在特殊條件下工作的軸承零件，最高回火溫度可達(dá) 400。 D級(jí)以上軸承零件可施行二次補(bǔ)加回火。2）回火保溫時(shí)間的選擇 通常按零件大小和精密以及回火加熱介質(zhì)確定保溫時(shí)間?；鼗饡r(shí)間一般選擇在 23 小時(shí)。該石油機(jī)械用防銹軸承的硬度要求為 5862HRC，應(yīng)采用高溫回火的熱處理工藝如下表 7 高溫回火工藝曲線13第五章性能檢測方法及分析軸承零件要求具有高的接觸疲勞強(qiáng)度，高的耐磨性，高的彈性極限，適宜的硬度，一定的沖擊韌性，良好的工藝性能，良好的防銹性能，良好的尺寸穩(wěn)定性。在一般軸承零件的性能檢測中，主要檢測接觸疲勞壽命，耐磨性，彈性極限，硬度，沖擊韌性。該軸

25、承是用于石油機(jī)械中的防銹軸承，應(yīng)當(dāng)具有很好的防銹能力，故在性能檢測中還應(yīng)檢測其防銹性能。5.1接觸疲勞強(qiáng)度測定 5接觸疲勞試驗(yàn)一般是在模擬工作條件的接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。有試樣和實(shí)物兩種形式。實(shí)物試驗(yàn)是零件疲勞強(qiáng)度決定性的考驗(yàn)，有重要的價(jià)值。但是，其試驗(yàn)結(jié)果是結(jié)構(gòu)、材料、工藝等許多因素的綜合表現(xiàn)，較難分析單一因素的影響。而模擬零件工作條件的試樣試驗(yàn)是獲得單一因素影響最有效而可靠的試驗(yàn)方法。5.2 耐磨性的測定耐磨性幾乎和材料所有性能都有關(guān)系，而且在不同磨耗機(jī)理?xiàng)l件下，為提高耐磨性對(duì)材料性能亦有不同的要求。 試樣的耐磨性能用 M-2000 磨損試驗(yàn)機(jī)在規(guī)定條件下測定，磨損試樣尺寸為 10

26、15;10× 18mm,試驗(yàn)載荷為 200N，轉(zhuǎn)速為 210r/rain,每二十分鐘用 BS224S 電子天平測定試樣的質(zhì)量（精確到 0.1mg），計(jì)算磨損量，每個(gè)試樣測定 5 次；以試樣的磨損量來評(píng)估其耐磨性能。5.3 強(qiáng)度的測定14軸承材料要求具有較高的彈性極限，是為了保證軸承在受到較大載荷的情況下，不發(fā)生過大的塑性變形，使軸承仍能保持其精度，正常運(yùn)工作，即要求軸承材料具有較高的屈服強(qiáng)度?？刹捎?WDW-3100 型萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)測定各試樣的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度。5.4 硬度的測定該軸承零件要求硬度為 5260HRC，試樣的洛氏硬度采用 HBRV-1875 洛氏硬度機(jī)測定，加載 1

27、50kg，每個(gè)試樣測定5 個(gè)點(diǎn)，計(jì)算其平均值。5.5 沖擊韌性的測定沖擊韌性即材料抵抗沖擊載荷的能力。用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規(guī)定類型的沖擊試驗(yàn)機(jī)上受沖擊負(fù)荷折斷時(shí)，試樣刻槽處單位面積上所消耗的沖擊功成為沖擊韌性，以ak 表示。目前常采用 10×10×55mm，帶 2mm 深的 V 形缺口夏氏沖擊試樣，標(biāo)準(zhǔn)上直接采用沖擊功（ J 焦耳值） Ak ，而不是采用 ak 值。因?yàn)閱挝幻娣e上的沖擊功并無實(shí)際意義。工程上常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak ，單位為焦耳（ J）。而用缺口處的截面積F 去除 Ak ，可得到材

28、料的沖擊韌度（沖擊值）指標(biāo)，即 ak=Ak/F 。因此，沖擊韌度 ak 表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。 ak 值的大小表示材料的韌性好壞。一般把 ak 值低的材料稱為脆性材料， ak 值高的材料稱為韌性材料。 ak 值取決于材料及其狀態(tài)，同時(shí)與試樣的形狀，尺寸有很大關(guān)系。 ak 值對(duì)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，顯微組織的變化很敏感，15如夾雜物、偏析、氣泡、內(nèi)部裂紋、鋼的回火脆性，晶粒粗化等都會(huì)使 ak 值明顯降低。5.6 防銹性能的測定對(duì)于在腐蝕介質(zhì)內(nèi)工作的軸承零件，要求防銹，則需進(jìn)行耐腐蝕檢查。此項(xiàng)檢查一般是用人造海水或者稀硝酸水溶液來進(jìn)行。將防銹試件與一般試件同時(shí)放入腐蝕介質(zhì)中，

29、比較兩試件表面全部腐蝕所用的時(shí)間，來估計(jì)該試件的防銹性能。5.7 常見缺陷及分析1). 顯微組織不合格：（1）欠熱是由于淬火溫度低，保溫時(shí)間短造成的，可以通過適當(dāng)提高淬火溫度或者適當(dāng)增長保溫時(shí)間。（2）過熱是由于淬火溫度超過上限 , 且保溫時(shí)間過長， 可以通過降低淬火溫度或者適當(dāng)縮短保溫時(shí)間。（3）孿晶碳化物是由于鍛造溫度過高，且保溫時(shí)間過長。應(yīng)按鍛造加熱工藝規(guī)范降低鍛造溫度。（4）一次碳化物沿晶界析出是由于停鍛溫度高超過了1000。停鍛溫度應(yīng)控制在900950 .2). 變形 : 產(chǎn)生原因淬火溫度高或者冷卻太快加熱不均勻。防止方法：用淬火溫度的中下限加熱在 120150的熱油或者靜止空氣中進(jìn)行淬火冷卻