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(jí)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(lái)攀長(zhǎng)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(hù)要求，在檢驗(yàn)中直線(xiàn)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(duì)孿晶碳化物的形成機(jī)理、形貌和評(píng)定原則都還有分歧。因此有必要對(duì)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(gè)晶體沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成晶面對(duì)稱(chēng)的位向關(guān)系，這兩個(gè)晶體就成為“孿晶”，在此公共晶面就稱(chēng)孿晶面，在顯微鏡下看孿晶是一條直線(xiàn)。

為了搞清楚加熱溫度、退火溫度、高溫冷卻溫度對(duì)鏈狀和直線(xiàn)狀碳化物的影響，以及鏈狀和直線(xiàn)狀碳化物對(duì)力學(xué)性能的影響，攀長(zhǎng)鋼公司技術(shù)人員對(duì)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(kāi)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(xiàn)狀碳化物。退火溫度對(duì)鏈狀和直線(xiàn)狀碳化物的形成沒(méi)有影響。

材料從高溫直接冷卻時(shí)，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(xiàn)狀碳化物對(duì)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(xiàn)狀碳化物都顯著降低材料的沖擊韌性，特別是直線(xiàn)狀孿晶碳化物對(duì)材料沖擊韌性影響更大。

直線(xiàn)狀的碳化物形成原因?yàn)椋翰牧霞訜釡囟冗^(guò)高，在晶粒長(zhǎng)大的過(guò)程中晶界遷移時(shí)偶然發(fā)生堆垛錯(cuò)誤形成了生長(zhǎng)孿晶，在隨后的退火過(guò)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(guò)熱或者局部過(guò)熱，在退火過(guò)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。