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轴承钢盘条如何检测碳化物不均匀性?难点分析_拜恩检测-专业第三方检测机构

发表时间:2021-11-11   来源:

此次钢材检测案例是来自天津某特种钢铁贸易有限公司,他们公司主营业务是以生产高速列车、数控机床等高端装备关键基础件用轴承钢产品为主。耐高温、抗疲劳、高强韧、高长寿命这些都是轴承钢的标志性性能。轴承是现代工业制造的基础,作为轴承制造的主要原料,轴承钢质量的好坏直接会影响主机设备的正常运行。尤其是近些年来,随着对轴承集成化、高性能、高可靠性、高安全性、低噪音和长寿命等特性指标的不断提升,对原材料的要求也越来越苛刻。该公司的制造的轴承钢盘条就是在这种大背景下研制出的高级合金钢产品。

轴承钢盘条

高端轴承钢的关键技术就对超高纯净度、夹杂物尺寸的控制,组织均匀性要更高,还需要保证生产的钢球和滚子的耐磨性好、寿命高。要有高纯净度,特别是夹杂物尺寸的控制,对于长寿命、低静音起到决定性作用,只有这样才能更好的适应智能化加工生产。该特种钢铁公司找到我们的诉求是想要检测一下轴承钢盘条的“碳化物不均匀性”指标。该指标主要是用来评价轴承钢的可靠性,对于轴承上的疲劳寿命极具参考价值。该公司是想要了解该指标用来指导提高生产工艺。

 

案例难点分析

1.参考标准有限

我国目前并没有专门针对轴承钢盘条制定相关的国家标准。由于该产品是高碳铬轴承钢,本来可用推荐采用国标GB/T 18254 标准中来评定碳化物不均匀性,类似的国外参考标准有SEP 1520、ASTM A892等。但是GB/T 18254 虽然对碳化物带状不均匀性项目评级有简单描述,但由于对碳化物带状分布情况多变,标准中的评级描述不够全面,且评级指标未有细化说明;碳化物网状、碳化物液析也都没有说明评定原则,而 SEP1520、ASTM A892 两项标准均没有详细的评级文字说明。

 

解决方案:参考拜恩实验室实际检测案例,结合相关国内外标准,根据企业诉求制定非标测试方案。

 

2.样品选取及制备不清楚

受限于标准不完善,GB/T 18254对于样品选取、检验面选取、试样热处理、制备等都没有详细的说明。比如热轧盘条的碳化物试样实际检测时,需要进行球化退火,盘条的试样应在盘卷的端部截取,经整体热处理后才可进行评定等。

 

解决方案:

1.试样及检验面选取:在盘卷的端部截取试样。由于该产品将用于制造轴承套圈,所以推荐检验面如下:

2.试样热处理及制备:试样需要进行球化退火,检验碳化物网状、碳化物带状和碳化物液析的试样应淬火和回火处理。具体如下

1) 淬火加热温度:820℃~840℃;

2)  淬火加热时间:按试样直径或厚度每 1.0mm 保温 1.5 min;

3) 冷却剂:油冷;

4) 回火温度:150℃左右;

5) 回火时间:1h~2h。

 

之后,将样品研磨抛光粒度应≤3.5um。浸蚀剂为硝酸酒精溶液(浓度为:2%~10%),浸蚀的时间应能保证在深色基体上显示出碳化物。样品数量为5个/批次。

 

3.评价准则及方法

 

碳化物不均匀性评价准则主要是将节曲面放大后,参考相关评价图谱进行评定。GB/T 18254只是给出了碳化物网状、碳化物带状、 碳化物液析的合格级别要求,并没有具体的评价原则及方法说明。

 

解决方案:

评价原则:按照观察到的碳化物组织与图谱比较,取其最相似的图片,确定其碳化物级别。如果一个视场处于两相邻标准图片之间时,可评半级。视场大小应与图谱一致(直径80mm的圆形视场)。碳化物带状、碳化物液析、碳化物网状均评定试样的最大值。 显微组织评定试样的优势值。图谱参考如下:

参考图谱

评价方法:

碳化物网状评价:合格级别应不大于2.5级。采用放大500倍,根据碳化物网状的封闭程度、数量评定

碳化物带状评价:合格级别应不大于2.0级。碳化物带状应由一组贯穿视场的均匀分布的碳化物颗粒组成。碳化物带状宽度、密度采用放大 100 倍评定,碳化物颗粒大小采用放大 500 倍评定。带状碳化物的最大宽度为基础评定指标,并考虑碳化物大小综合评定。评定时以碳化物带状宽度为基础级别,再根据碳化物颗粒大小增加或降低级别,采用宽度与颗粒大小两个指标级别相加取平均值的方式确定该条碳化物带状级别。 若一条碳化物带状宽度不同,以最宽处作为该条碳化物带状的宽度。视场内出现多条贯穿视场的碳化物带状时,以最严重的一条碳化物带状作为该视场碳化物带状级别。当几条带状碳化物相交接在一起时,以最大宽度作为碳化物带状的宽度。碳化物颗粒的密度低于2级评级图的密度时采用低密度评级图谱评定。

碳化物液析评价:合格级别应不大于1.0级,采用放大100倍,根据碳化物液析的长度评定

 

以上便是,拜恩为该天津钢铁贸易有限公司制定的轴承钢盘条检测碳化物不均匀性的解决方案。

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