本發明涉及鋼球技術領域,尤其涉及一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
背景技術:
當軸承穩定的服役于不同環境條件下時,除了要承受劇烈的靜載荷還要承受循環交變的動載荷。軸承部件一般由四個部分組成:外圈、內圈、保持架和滾動體(滾球、滾柱-圓柱或圓錐柱形、滾針),其中內圈、外圈和滾動體通常使用軸承鋼制備。由于軸承系統部件結構復雜且服役環境苛刻,在材料研究與工程應用時,軸承鋼需要具備良好的抗疲勞性能、硬度、強度、韌性、耐腐蝕性、耐磨性等。人們常通過增加或減少某些元素來調節軸承鋼球的硬度、強度、韌性和耐磨性,但是軸承鋼球的抗疲勞性和耐腐蝕性還不能與硬度、韌性相互協調。
技術實現要素:
基于背景技術存在的技術問題,本發明提出了一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,本發明耐腐蝕性能好,抗疲勞性能好,硬度高,韌性好,耐磨性高。
本發明提出的一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.1-0.15%,cr:8-10%,ni:0.6-0.8%,nb:1.1-1.3%,ti:0.1-0.2%,si:0.25-0.3%,mn:0.1-0.3%,mo:0.2-0.5%,s≤0.01%,p≤0.01%和w,余料為fe;
其中,滿足“w=ni-100×ti×nb”的表達式。
優選地,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,需進行滲氮處理,其中,滲氮溫度為500-520℃,滲氮處理的氣氛為氨氣,滲氮時間為32-36h。
優選地,滲氮處理后隨爐冷卻至室溫。
優選地,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,取廢鋼熔煉,加入碳、鉻、鎳、鈮、鈦、鎢、硅、錳、鉬,粗煉,精煉,出爐澆鑄得到滿足上述成分的球形鑄錠;取球形鑄錠,進行淬火,回火,打磨清洗處理得到中間鑄錠;取中間鑄錠進行滲氮處理得到耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
優選地,出爐澆鑄的溫度為1450-1480℃。
優選地,淬火的具體步驟為:升溫至970-990℃,保溫30-60min,以2.5-3℃/s的速度降溫至880-900℃,保溫30-50min,水淬至室溫。
優選地,回火溫度為570-580℃,回火時間為2-4h。
優選地,其各組分的重量百分比如下:c:0.11-0.13%,cr:8.5-9.5%,ni:0.65-0.75%,nb:1.15-1.25%,ti:0.13-0.17%,si:0.27-0.29%,mn:0.15-0.25%,mo:0.3-0.4%,s≤0.01%,p≤0.01%和w,余料為fe。
優選地,其各組分的重量百分比如下:c:0.12%,cr:9%,ni:0.7%,nb:1.2%,ti:0.15%,si:0.28%,mn:0.2%,mo:0.35%,s≤0.01%,p≤0.01%和w,余料為fe。
上述滲氮處理在滲氮爐中進行。
本發明通過調節cr、c的含量,并與其他元素相配合,使得本發明的硬度、韌性和耐磨性性能相互協調;并通過限定w=ni-100×ti×nb的關系式,ni、ti、nb相互配合,使鋼的內部組織致密,細化晶粒,增加韌性和強度,并能增加晶間抗腐蝕的能力,提高對大氣、酸堿的耐腐蝕能力,從而使得本發明的韌性、強度和耐腐蝕性能相互協調,并通過ni、ti、nb的含量來限定w的含量,鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性,增加本發明的硬度和耐磨性,使得本發明的耐腐蝕性和硬度、耐磨性相互協調;通過合適的元素和配比,并結合合適的淬火、回火、滲氮處理,使得本發明在淬火后形成馬氏體,接著回火后形成回火索氏體,再進行滲氮處理,繼續保持回火索氏體的同時生成新的細小彌散的第二相,并配合少量的殘余奧氏體,從而使得本發明具有良好的韌性和硬度,并且韌性和硬度相互協調,并能限制裂紋的產生,從而大大增加本發明的抗疲勞性能;并且滲氮后鋼球從外到內依次由化合物層、擴散層和基體組織構成,滲入鋼中的氮可以由表及里與鐵形成不同含氮量的氮化鐵,還可以與鋼中的合金元素形成各種氮化物,這些氮化物具有很高的硬度、熱穩定性,因而可大大增加本發明的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、表面應壓力、抗大氣和過熱蒸汽的腐蝕能力,并能降低缺口敏感性,從而使得本發明具有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性能、硬度、韌性和耐磨性,并且各種性能相互協調。
具體實施方式
下面,通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.12%,cr:9%,ni:0.7%,nb:1.2%,ti:0.15%,si:0.28%,mn:0.2%,mo:0.35%,s≤0.01%,p≤0.01%,w:0.52%,余料為fe。
實施例2
一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.1%,cr:10%,ni:0.6%,nb:1.3%,ti:0.1%,si:0.3%,mn:0.1%,mo:0.5%,s≤0.01%,p≤0.01%,w:0.47%,余料為fe;
其中,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,取廢鋼熔煉,加入碳、鉻、鎳、鈮、鈦、鎢、硅、錳、鉬,粗煉,精煉,出爐澆鑄得到滿足上述成分的球形鑄錠,其中,出爐澆鑄的溫度為1450℃;取球形鑄錠,升溫至990℃,保溫30min,以3℃/s的速度降溫至880℃,保溫50min,水淬至室溫,再升溫至570℃,保溫回火4h,打磨清洗處理得到中間鑄錠;取中間鑄錠在氨氣氣氛中,升溫至500℃,保溫滲氮36h后隨爐冷卻至室溫得到耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
實施例3
一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.15%,cr:8%,ni:0.8%,nb:1.1%,ti:0.2%,si:0.25%,mn:0.3%,mo:0.2%,s≤0.01%,p≤0.01%,w:0.58%,余料為fe;
其中,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,取廢鋼熔煉,加入碳、鉻、鎳、鈮、鈦、鎢、硅、錳、鉬,粗煉,精煉,出爐澆鑄得到滿足上述成分的球形鑄錠,其中,出爐澆鑄的溫度為1480℃;取球形鑄錠,升溫至970℃,保溫60min,以2.5℃/s的速度降溫至900℃,保溫30min,水淬至室溫,再升溫至580℃,保溫回火2h,打磨清洗處理得到中間鑄錠;取中間鑄錠在氨氣氣氛中,升溫至520℃,保溫滲氮32h后隨爐冷卻至室溫得到耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
實施例4
一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.11%,cr:9.5%,ni:0.65%,nb:1.25%,ti:0.13%,si:0.29%,mn:0.15%,mo:0.4%,s≤0.01%,p≤0.01%,w:0.49%,余料為fe;
其中,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,取廢鋼熔煉,加入碳、鉻、鎳、鈮、鈦、鎢、硅、錳、鉬,粗煉,精煉,出爐澆鑄得到滿足上述成分的球形鑄錠,其中,出爐澆鑄的溫度為1460℃;取球形鑄錠,升溫至985℃,保溫40min,以2.8℃/s的速度降溫至885℃,保溫45min,水淬至室溫,再升溫至572℃,保溫回火3.5h,打磨清洗處理得到中間鑄錠;取中間鑄錠在氨氣氣氛中,升溫至505℃,保溫滲氮35h后隨爐冷卻至室溫得到耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
實施例5
一種耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球,其各組分的重量百分比如下:c:0.13%,cr:8.5%,ni:0.75%,nb:1.15%,ti:0.17%,si:0.27%,mn:0.25%,mo:0.3%,s≤0.01%,p≤0.01%,w:0.55%,余料為fe;
其中,在耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球的制備過程中,取廢鋼熔煉,加入碳、鉻、鎳、鈮、鈦、鎢、硅、錳、鉬,粗煉,精煉,出爐澆鑄得到滿足上述成分的球形鑄錠,其中,出爐澆鑄的溫度為1470℃;取球形鑄錠,升溫至975℃,保溫50min,以2.6℃/s的速度降溫至895℃,保溫35min,水淬至室溫,再升溫至578℃,保溫回火2.5h,打磨清洗處理得到中間鑄錠;取中間鑄錠在氨氣氣氛中,升溫至515℃,保溫滲氮33h后隨爐冷卻至室溫得到耐腐蝕抗疲勞軸承鋼球。
對實施例1-5進行性能測試,結果如下:
由上表可以看出本發明抗疲勞性能好,韌性好,硬度高。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。