金相顯微鏡檢測含氮不鏽鋼製軸承套圈硬度低的原因是什麽

金相顯微鏡檢測含氮不鏽鋼是一種新型的耐蝕性軸承鋼。與傳統軸承不鏽鋼9Cr18相比，含氮不鏽鋼在力學性能相當的情況下，不僅接觸疲勞壽命優於9Cr18，而且耐鹽霧腐蝕性能遠優於9Cr18。含氮不鏽鋼熱處理後硬度要求≥58HRC，某型號含氮不鏽鋼製軸承套圈在熱處理後發現表麵硬度為55~56HRC，低於標準要求。

該套圈加工工藝為：下料→鍛造→車加工→熱處理。

1、金相顯微鏡檢測理化檢驗方法：金相顯微鏡檢測選取熱後套圈和車加工後套圈，橫向線切割製成金相試樣，試樣的截麵為金相組織觀察麵。

2、金相顯微鏡檢測觀察結果與分析

（1）化學成分分析

化學成分分析結果如表1所示。分析結果表明，套圈材料化學成分符合標準要求。

（2）硬度檢驗

分別檢驗試樣表麵和截麵心部區域洛氏硬度，表麵硬度為55~56HRC，截麵硬度為58～59HRC，含氮不鏽鋼熱處理後硬度要求為≥58HRC，表麵硬度低於技術要求，截麵硬度符合技術要求。

（3）金相顯微鏡檢測淬回火組織對比

含氮不鏽鋼熱處理後，顯微組織應為回火馬氏體+少量一次碳化物+彌散分布的二次碳化物。

金相顯微鏡檢測選取熱處理後的套圈線切割製成金相試樣，金相顯微鏡檢測經飽和苦味酸鹽酸酒精溶液腐蝕後分別在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察。正常區域淬回火組織如圖1所示，球狀碳化物彌散分布在馬氏體基體上；靠近表麵區域淬回火組織如圖2所示，相比正常區域，其碳化物分布大幅減少，且馬氏體組織異常，有晶界出現。

（4）金相顯微鏡檢測退火組織對比：金相顯微鏡檢測選取同批車加工後熱處理前套圈製成金相試樣，經腐蝕後分別在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察，正常區域球化退火組織如圖3所示，正常區域均勻分布細小的球狀和粒狀碳化物；靠近套圈表麵區域球化退火組織如圖4所示，金相顯微鏡檢測相比正常區域，靠近表麵區域碳化物分布明顯減少，且部分呈鏈狀分布，類似於9Cr18鋼退火孿晶狀碳化物。

（5）表麵碳含量：金相顯微鏡檢測采用ARL4460型直讀光譜分析儀檢測淬回火後套圈表麵的碳含量，其WC為0.20%左右，低於標準值。

3、金相顯微鏡檢測加工過程分析：複查本批套圈加工工藝與加工設備狀況，熱處理和鍛造工藝參數符合相關要求。熱處理采用真空爐加熱淬火，設備運行記錄無異常。鍛造采用箱式電爐加熱，由於電爐的一條電阻帶損壞，導致加熱爐升溫緩慢。鍛件毛坯在爐中保溫時間過長，導致其脫貧碳深度超出正常要求範圍。套圈車加工後表麵有脫貧碳殘留導致熱處理後其表麵硬度降低。

4、金相顯微鏡檢測結語

（1）套圈表麵硬度低的原因是由於貧碳引起的，造成貧碳的原因為鍛造加熱爐故障。

（2）金相顯微鏡檢測套圈表麵淬回火組織異常跟退火組織中鏈狀碳化物有關，會使其脆性增加。

（3)在鍛造和熱處理生產過程中，應嚴格監視設備運行狀況是否正常，保持完整加工參數記錄，並嚴格按照工藝執行，發現有異常狀況應加倍抽檢，避免不合格品流入下道工序。