高碳鉻不銹軸承鋼孿晶碳化物研究

9Cr18、9Cr18Mo屬于高碳鉻不銹軸承鋼，具有高的硬度，并有不銹、耐蝕的性能。常用于制作軍工、航空、航天和航海等高級軸承。該鋼種常用的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T3086《高碳鉻不銹軸承鋼技術(shù)條件》和CJX-S027-2005，這兩者都要求檢驗(yàn)孿晶碳化物。

多年以來攀長鋼公司高碳鉻不銹軸承鋼的孿晶碳化物合格率一直比較低，其他特鋼企業(yè)的也是如此。因此特鋼企業(yè)都不愿意生產(chǎn)該品種，軸承企業(yè)訂貨困難。根據(jù)軸承用戶要求，在檢驗(yàn)中直線狀和鏈狀兩種形態(tài)的碳化物都被認(rèn)定是孿晶碳化物，但特鋼企業(yè)和軸承企業(yè)對孿晶碳化物的形成機(jī)理、形貌和評定原則都還有分歧。因此有必要對高碳鉻不銹軸承鋼孿晶碳化物進(jìn)行研究，弄清其影響因素、形貌及形成原因，找出在生產(chǎn)上控制的關(guān)鍵點(diǎn)。

孿晶是指兩個晶體沿一個公共晶面構(gòu)成晶面對稱的位向關(guān)系，這兩個晶體就成為“孿晶”，在此公共晶面就稱孿晶面，在顯微鏡下看孿晶是一條直線。

為了搞清楚加熱溫度、退火溫度、高溫冷卻溫度對鏈狀和直線狀碳化物的影響，以及鏈狀和直線狀碳化物對力學(xué)性能的影響，攀長鋼公司技術(shù)人員對9Cr18高碳鉻不銹軸承鋼進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：

加熱溫度達(dá)到1140℃，退火后開始出現(xiàn)沿晶界分布的鏈狀碳化物;加熱溫度≥1160℃，退火后出現(xiàn)大量鏈狀和直線狀碳化物。退火溫度對鏈狀和直線狀碳化物的形成沒有影響。

材料從高溫直接冷卻時，溫度≥1080℃，并且冷卻速度≤80℃/h可能析出鏈狀碳化物，并且溫度越高冷卻速度越慢，析出的可能性就越大。

鏈狀和直線狀碳化物對沖擊韌性有明顯影響：少量鏈狀碳化物只是少許降低沖擊韌性，而大量的鏈狀碳化物和直線狀碳化物都顯著降低材料的沖擊韌性，特別是直線狀孿晶碳化物對材料沖擊韌性影響更大。

直線狀的碳化物形成原因?yàn)椋翰牧霞訜釡囟冗^高，在晶粒長大的過程中晶界遷移時偶然發(fā)生堆垛錯誤形成了生長孿晶，在隨后的退火過程中碳化物向奧氏體孿晶界面析出形成的，才是真正意義上的孿晶碳化物。

鏈狀碳化物形成是由于材料過熱或者局部過熱，在退火過程中碳化物沿奧氏體晶界析出而形成，本質(zhì)上是一種網(wǎng)狀碳化物。