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航空轴承钢的发展及热处理技术(一)

空航轴套钢的开发及调质热处理能力(一)


越来越航班核工业技巧的成长壮大方向,轴套钢的类种和承溫意识越来越增加。中国航班核工业轴套的热办理技巧一只地处成长壮大方向步骤,但与国体内外外轴套钢的热办理技巧相对比仍有一个定的升高地方。汇总了国体内外外航班核工业轴套钢及热办理技巧的成长壮大方向,一般试述了GCr15、8Cr4Mo4V、G13Cr4Mo4Ni4V等轮毂轴承钢的热办理的技术🍷,解绍英文了GCrl5滚动轴承型号钢的马氏体等温表面调质、贝氏体等温表面调质、马氏体+贝氏体混和等温表面调质安排,详情解绍英文了在美国M50滚动轴承型号钢的热治疗加工技术、加工技术参数及拥有的热治疗安排。


ꦕ飞防飞机公司工业事业心上的的进展对轮毂联轴器确立了比效高的规范,时飞防轮毂联轴器创造枝术经常引领者着轮毂联轴器枝术的进展,飞防飞机公司工业事业心上的的进展明显地驱动了轮毂联轴器枝术和轮毂联轴器钢的进展。现时段飞防轮毂联轴器的进展比效急剧。



美国航空发动机制造技术在世界上一直处于领先地位,军用发动机的推重经历着从开始的2~3级提高到第1代航空发动机的7~8级、第2代航空发动机的10~12级,再到正在研发的第3代航空发动机15~20级的发展历程。作为航空发动机关键基础件的主轴轴承,我国产品的寿命和可靠性与国外相比仍具有较大的提升空间,这成为制约我国航空发动机寿命提升的主要因素之一。轴承材料的性能,是决定轴承使用寿命和可靠性的关键因素。目前国外轴承钢从20世纪中期至今已发展到第3代,包括常温使用,温度<150℃的第1代,如轴承钢AISI52100(国内牌号GCr15);中温食用,温度因素<350℃的第2代,如M50(国内牌号8Cr4Mo4V)M50NiL(国内牌号G13Cr4Mo4Ni4V,具体用来轴承型号钢套圈)。


近10年来,美国研发了第3代航空发动机用轴承齿轮钢,其代表性钢种为耐500℃高温的高强耐蚀轴承钢CSS- 42L (国内牌号BG801)耐350℃高氮不锈轴承钢X30 ( Cronidur30 )


目前国内航空轴承的制造和使用仍然以GCr15、8Cr4Mo4V和G13Cr4Mo4Ni4V为主ꦺ,国内轴承钢的分类和应用情况如表1所示。轴承钢的使用温度及力学性能水平决定了轴承钢的发展历程。在使用温度不高的情况下,主要以GCr15为主,随着发动机推重比的提升,对轴承的强度和承温能力提出更高的要求。因此,设计仿制的8Cr4Mo4V钢应运而生,其使用温度可达316℃,但是该钢的冲击韧性低,为了提高轴承抵抗冲击的能力,又发展出了G13Cr4Mo4Ni4V钢,其使用温度与8Cr4Mo4V钢相当,为渗碳后使用的轴承套圈用钢,大幅度提高了轴承套圈的耐冲击能力,但与之相配合的滚动体仍然采用8Cr4Mo4V钢。随着轴承制造技术的改进和使用温度的进一步提高,轴承制造结构越来越复杂,甚至要求轴承和齿轮一体制造,这就需要制造材料既能满足轴承套圈的使用要求,又能满足齿轮的使用要求,因此既适用于制造轴承,又适用于制造齿轮的钢种BG801诞生了。

轴承服役失效形式主要有2种,即最常见的接触疲劳破坏和占次要地位的磨损破坏。由于要承受较高的接触应力(一般高达2~5GPa)、多次循环接触疲劳应力以及滑动磨损的工作环境,要求轴承具有高抗塑性变形及抗摩擦磨损能力、高旋转精度及尺寸精度、高尺寸稳定性、长的使用寿命和高的可靠性;对于在特殊条件下工作的轴承,还必须具有耐冲击、高dn值(轴承内径与转速的乘积)、耐高温和低温、防腐蚀和抗磁等性能。因此,对轴承钢的综合性能要求越来越高,需要其具有一定的淬透性和淬硬性、均匀的硬度分布,以及高的耐磨性能、拉伸或压缩强度、接触疲劳强度、塑性和韧度。并兼备必然的耐腐蚀性能以及更长的使用寿命。这就要的轴承钢具备有比较好的热补救组织结构和耐腐蚀性。


1、GCr15轴承钢的热处理

GCr15文件选用来做成温度下事业的航空航空工业航空工业滚针轴承,其化学物质化学物质见表2。

🥃GCr15 轮毂滚针轴承钢有着正常的耐金属腐蚀性和抗磨损性和较高的抗压力度,屈从程度为2 000 MPa,热进行治疗后拉伸強度力度也能起到2250MPa。GCr15轮毂滚针轴承钢通用热进行治疗做法有4种:第5种为回火后随时冷去至室内温度,荣获马氏体机构性;第2种为马氏体等温回火,经回火后荣获回火马氏体机构性;第三种为贝氏体等温回火,荣获贝氏体机构性;第4种为马氏体+贝氏体交织等温回火机构性,回火后荣获回火马氏体+贝氏体交织机构性。GCr15 钢等透热进行治疗技艺申请这类卡种曲线提额见图1。

꧋对GCr15滚动轴承钢开展这些3种等湿热办理后的结构安排开展看,如2下图是。马氏体等温表面表面表面淬火后获取的结构安排为针状回火马氏体+增碳物+残余物奥氏体,如2(a)下图是;贝氏体等温表面表面表面淬火后获取的结构安排为下贝氏体+增碳物+大量残余物奥氏体,如2 (b)下图是;马氏体+贝氏体等温表面表面表面淬火获取的结构安排为回火马氏体+下贝氏体+增碳物+大量残余物奥氏体,如2 (c )下图是。

GCr15轴承钢的贝氏体等温淬火相较于常规的淬火+低温回火,能提高钢的比例极限、屈服强度抗弯强度和断面收缩率,具有更高的冲击韧性和断裂韧性,尤其适合耐冲击和润滑不良的铁路轴承。获得3种组织的GCr15钢的硬度均能满足轴承使用要求,研究结果表明下贝氏体的硬度低于马氏体的硬度,GCr15钢的硬度随着马氏体量的减少和贝氏体量的增加而降低,下贝氏体、下贝氏体+马氏体复合组织的强度均高于回火马氏体。下贝氏体组织、下贝氏体+马氏体复合组织的冲击韧性高于回火马氏体组织的冲击韧性。


2、8Cr4Mo4V 轴承钢热处理

随着航空发动机推重比及工作温度的提高,具有更高承温能力的8Cr4Mo4V钢成为航空发动机主轴轴承常用钢种之一,航空航天发动机要求轴承钢在150~350 ℃的高温下使用,在高温下能够保持高强度、高硬度,并且具有良好的韧性和接触疲劳性。8Cr4Mo4V钢广泛用于工作温度低于316 ℃、dn值低于2.4×106的航空发动机主轴轴承。航空发动机主轴轴承的重载和高温服役条件要求轴承制造材料具有优异的摩擦性能和机械性能。



🌠与8Cr4Mo4V相应应的澳大利亚的民用航空起驱动力用钢种为M50钢,澳大利亚的高速收费站滚动轮毂轴承钢的热操作时使其有着高强度、均匀分布的细晶粒大小,在极大室温区域内保持着长宽比稳判定高性。澳大利亚的ASM Handbook热操作分卷中滚动轮毂轴承用M50钢的名字生物学精分如表3图示。

♍M50钢经奥氏体化后,所采用一切保压速度,在15min内将奥氏体保压至205℃并且更低,都是可以会产生高洛氏硬度。以便大大减少出现变形、残留承载力和刮痕出现趋势,最优的保压的工艺曲线方程右图3如下。

为了能够拥有最佳的的轮毂滚动轴承功能,热操作加温时间可分为2次或3次点火操作,后来参与调质,再参与深冷操作或回火操作,回火操作规定冷却水至40℃下列。M50轮毂滚动轴承钢能够 在真空泵炉或的气体爱护炉中参与加温奥氏体化操作,几乎数ꦗ的轴承制造技术热解决首选在碱式盐熔融盐浴或盐浴槽中来。零部件在奥氏体化需要该点火,以下降水温高奥氏体化分阶段的恒温日子。若是 你主要主要包括双吸式点火,点火水温主要主要包括815~870℃,恒温日子为5~15min。若是 你主要主要包括三级点火,规范要求的水温及恒温日子见表4。

(特征:滚柱轴承杂志网站社)



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