100Cr6轴承钢贝氏体相变行为

占市场用量最大的高碳铬100Cr6轴承钢，使用状态时的常规组织是高碳孪晶马氏体+碳化物+残留奥氏体。随着轴承行业的发展，对轴承用钢的性能要求变得越来越苛刻。基于贝氏体组织所带来的材料性能的提高，轴承钢的贝氏体等温处理方法值得推广应用。在不影响轴承钢最终性能的前提下，学者们对如何减小贝氏体转变孕育期非常感兴趣。利用贝氏体等温组织的有利性能，改善工艺来减少相变时间。本项目基于热力学与动力学微观组织调控理论，对100Cr6轴承钢等温处理过程相演变规律进行研究，提出了短时贝氏体处理方法。

实验材料选用ZGJL0.05-100-2.5D型真空感应炉冶炼的1.02C-1.49Cr-0.23Si-0.37Mn（质量分数，%）高碳铬轴承钢，球化退火后室温组织为铁素体基体上弥散分布着球状合金碳化物。在DIL805A型膨胀仪上进行热处理实验，以5℃/s的加热速率加热到860℃保温30min后为奥氏体+未溶解球状合金碳化物（3%）的混合组织，随后分别淬火至不同的温度进行贝氏体等温处理，研究贝氏体等温相变规律；探讨分析贝氏体相变过程过冷奥氏体的稳定性；提出了一种新型两部法贝氏体处理工艺；使用ZEISSULTRA55热场发射扫描电镜进行组织分析；在TecnaiF30透射电镜上进行贝氏体及内部精细结构的研究；在Ｄ/MAX-RB12KW旋转阳极X射线衍射仪上进行物性分析；在HVS-1000数显显微硬度计上测试维氏硬度；在硝盘磨损试验机上测试磨粒磨损性能。结果表明：

（1）贝氏体等温相变的鼻尖温度范围为300～350℃，综合考虑相变孕育期和硬度，得出250℃进行等温处理为最优工艺。低的相变温度促使析出物细小弥散分布，贝氏体板条间呈一定的取向生长；

（2）在250℃保温20min后冷却至室温时，残留奥氏体含量最高。低于此保温时间时，冷却过程部分奥氏体发生了马氏体转变；保温时间大于20min后，再冷却至室温时，奥氏体并未发生马氏体相变；

（3）两步法处理，可以显著降低处理时间。第二步采用270℃保温5min，两阶段相变总时间约为常规工艺的27%，残留奥氏体含量仅有6%左右，同时并未明显降低硬度和磨损性能。