고탄소 크롬 베어링강의 구조적 결함 제거

마르텐사이트 담금질 및 템퍼링 후 고탄소 크롬강 베어링 부품의 구조는 작은 침상 마르텐사이트가 있는 비정질 또는 미세 결정질이어야 합니다. 또한 미세한 잔류 탄화물과 소량의 잔류 오스테나이트가 고르게 분포되어 있어야 합니다.

마이크로 베어링의 경우 그림 1과 같이 소량의 침상 또는 거대한 트루스타이트가 허용됩니다.

다음과 같은 미세 구조 담금질 및 템퍼링 는 압연 베어링용 고탄소 크롬 베어링 강재의 열처리 기술 사양인 JB/T1255-2014의 3.2.2항을 준수해야 합니다.

이 구조의 고탄소 크롬 베어링 강은 경도, 강도, 내마모성 및 내피로성이 우수합니다.

템퍼링 후 베어링 강은 탄성, 인성 및 치수 안정성과 같은 우수한 종합적인 특성을 얻을 수 있습니다.

고탄소 크롬강 베어링 부품의 열처리 과정에서 베어링 강재, 열처리 공정, 가공 장비 및 인적 요인 등의 문제로 인해 다양한 결함이 발생할 수 있습니다. 이러한 결함에는 금속학적 미세 구조의 과열(굵은 니들 마르텐사이트), 금속학적 미세 구조의 과소 가열(표준을 초과하는 트루스타이트), 거친 입자 탄화물, 심각한 네트워크 탄화물 및 기타 미세 구조 결함이 포함될 수 있습니다.

이러한 금속학적 미세 구조 결함 중 일부는 과열된 금속학적 미세 구조(거친 니들 마르텐사이트)와 같이 제품 폐기의 직접적인 원인이 될 수 있습니다. 그러나 다른 결함도 제품 폐기로 이어지지는 않지만 제품 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어, 과열된 금속학적 미세 구조(기준을 초과하는 트루스타이트)는 베어링의 수명에 영향을 미쳐 베어링의 조기 링 파손을 초래하고 베어링 제품의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

1. 과열된 금속학적 미세 구조(거친 니들 마르텐사이트)를 담금질합니다.

그림 2와 3은 과열 온도에서 담금질로 인한 금속학적 미세 구조를 보여 주며, 거친 침상 모양을 나타냅니다. 마텐사이트 구조적 특성이 뚜렷합니다. 이러한 유형의 구조는 베어링의 인성과 내충격성을 감소시켜 서비스 수명을 단축시키고 심한 과열의 경우 균열을 급냉시키는 것으로 알려져 있습니다.

(1) 원인

이 문제는 주로 담금질 가열 온도가 지나치게 높거나 담금질 가열 온도 상한에서 유지 시간이 길어져 이차 탄화물이 과도하게 용해되어 발생합니다. 이차 탄화물은 오스테나이트 곡물도 성장할 수 있는 기회가 주어져 마르텐사이트의 성장을 방해하는 효과가 약해지고 더 큰 마르텐사이트가 성장할 가능성이 높아집니다.

500배(또는 1000배) 금속현미경으로 보면 과열된 금속학적 미세 구조가 거친 니들 마르텐사이트로 뚜렷하게 보입니다.

또 다른 가능한 원인은 원료에 심각한 밴드 탄화물이 존재하거나 어닐링 구조에서 탄화물의 크기 분포가 고르지 않아 어닐링 구조에 미세한 플레이크 펄라이트가 생성되는 것입니다.

정상적인 담금질 중에도 거친 침상 마르텐사이트는 탄화물이나 미세 입자가 드문드문 분포된 영역에서 형성될 수 있으며, 마르텐사이트 성장에 장애물이 거의 없습니다.

Surface 탈탄 는 탄화물이 거의 또는 전혀 발생하지 않으므로 마르텐사이트 성장을 방해하는 데 미치는 영향이 미미합니다.

냉각 조건이 최적이라면 마르텐사이트는 여전히 성장하여 거친 침상 마르텐사이트를 형성할 수 있습니다.

(2) 조치

적절한 담금질 온도와 가열 시간을 선택하는 것이 중요합니다. 이러한 매개 변수는 재료 표준에 따라 선택해야 하며 카바이드 밴드의 형성을 엄격하게 제어할 필요가 있습니다.

품질 향상을 위해 어닐링생산 중에는 용광로 온도를 면밀히 모니터링하는 것이 중요합니다. 전원 또는 장비에 장애가 발생하면 공정에 부정적인 영향을 미치지 않도록 시기적절하고 효과적인 조치를 취해야 합니다.

2. 가열 하에서 담금질의 금속학적 미세 구조 (트루 스타이트가 표준을 초과 함)

트로오스타이트는 냉각 과정에서 과냉각 또는 냉각 불량으로 인해 형성되는 구조물입니다. 이는 펄라이트가 다음과 같이 변형된 결과입니다. 오스테나이트.

트루스타이트는 매우 미세한 펄라이트 구조를 가지고 있습니다. 베어링강에서 트루스타이트는 금속학적 형태에 따라 거대 트루스타이트(그림 4 참조), 침상 트루스타이트(그림 5 참조), 침상 및 거대 구조의 조합(그림 6 참조), 줄무늬 트루스타이트(그림 7 참조) 등 네 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

트루스타이트 구조는 담금질된 베어링 강에서 발견할 수 있으며 경도 및 강도 를 형성합니다. 이 구조는 내마모성과 내피로성에도 불리하며 베어링 강의 녹 저항성을 크게 떨어뜨립니다.

부품의 경도는 적격 범위 내에 있지만 소량의 침상 및 대량의 트루스타이트가 존재하면 압연 베어링용 고탄소 크롬 베어링 강 부품의 열처리에 대한 JB/T1255-2014 기술 조건에 지정된 금속학적 미세 구조 요구 사항을 충족합니다.

그러나 거대하고 망상적인 트루스타이트가 표준 규정을 초과하면 부적합한 구조가 됩니다. 이로 인해 부품의 경도가 낮아지고 산세 후 소프트 스팟을 쉽게 식별할 수 있습니다.

(1) 원인

가열이 불충분할 경우(온도가 너무 낮거나 유지 시간이 너무 짧을 경우) 대량의 트루스타이트가 형성됩니다. 이로 인해 강철의 특정 영역에서 오스테나이트 합금 농도가 고르지 않고 경화성이 낮아져 일반 냉각 중에 펄라이트 변형이 발생합니다.

냉각 불량으로 인해 침상 트루스타이트가 형성됩니다. 담금질 매체 는 강철을 충분한 속도로 냉각할 수 없습니다. 정상적으로 가열하더라도 강철의 특정 영역은 임계 냉각 속도 적절한 경화를 위해 필요합니다.

탄소 농도가 낮은 영역에 띠 모양으로 분포하는 탄화물이 베어링 강 원료에 존재할 때 구역 트루스타이트가 형성됩니다.

(2) 조치

생산 중에 트루스타이트가 나타나면 금속학적 미세 구조를 검사하고 원인을 분석하여 적절한 조치를 취해야 합니다.

트루스타이트가 거대한 형태인 경우 담금질 가열 온도를 적절히 높이고 유지 시간을 연장해야 합니다.

트루스타이트가 침상 형태인 경우 냉각 속도를 높여야 합니다.

가열 온도, 보온, 냉각이 정상 범위 내에 있지만 여전히 트러스트사이트가 발생하는 경우 원료 문제, 온도 제어 문제, 장비 오작동 및 기타 잠재적 원인을 확인해야 합니다. 적시에 원인을 파악하고 필요한 조치를 취하는 것이 중요합니다.

3. 심한 네트워크 카바이드

그림 8은 4% 질산 알코올 용액을 사용하여 깊은 부식으로 인한 심각한 네트워크 카바이드 형성을 보여줍니다.

이 구조적 결함은 담금질 공정 중에 발생하는 것이 아니라 부적절한 압연, 단조 또는 어닐링. 담금질 후 검사를 통해서만 감지할 수 있습니다.

(1) 원인

강철에 망상 탄화물이 존재하면 화학 성분의 불균일성이 증가합니다. 이로 인해 열처리 및 담금질 중에 상당한 구조적 응력이 발생하여 부품의 변형 및 균열이 발생할 수 있습니다.

망상 탄화물은 매트릭스 입자 사이의 관계를 약화시키고 강철의 기계적 특성. 특히 강철의 충격 특성을 크게 감소시킬 수 있습니다. 또한 망상 탄화물의 수준이 높아질수록 강철의 충격 특성은 계속 감소합니다.

네트워크 탄화물은 또한 강철의 굽힘 강도와 인장 강도에도 상당한 영향을 미칩니다. 또한 피로 강도 강철의 그물망 탄화물 수준이 증가함에 따라 감소합니다. 실제로 거친 망상 탄화물이 있는 종방향 시편의 접촉 피로 강도는 약 30% 감소합니다.

망상 초경의 등급이 한 단계 높아질 때마다 부품의 수명이 약 1/3씩 감소합니다. 심각한 망상 탄화물은 후속 구상화 어닐링 공정에서 제거할 수 없으며, 탄화물의 구조는 다음을 통해서만 제거하거나 개선할 수 있습니다. 정규화 프로세스.

망상 카바이드가 가벼운 경우 구상화 어닐링 중에 네트워크의 일부가 끊어져 구상화될 수 있습니다. 그러나 카바이드 입자가 더 크면 구상화 어닐링 구조의 카바이드 입자가 균일하지 않을 수 있습니다.

(2) 조치

베어링강의 원료에 존재하는 망상 탄화물에 대한 엄격한 관리가 이루어져야 합니다. 망상 탄화물의 수준은 고탄소 크롬 베어링 강에 대해 GB/T18254-2016에 지정된 한도를 초과해서는 안 됩니다.

베어링 단조품의 단조 공정에서는 느린 냉각 속도로 인한 망상 탄화물의 형성을 방지하기 위해 냉각 속도를 조절하는 것이 중요합니다.

필요한 경우 단조품의 냉각 속도를 높이고 망상 탄화물의 발생을 방지하기 위해 공기 냉각을 사용할 수 있습니다.

4. 결론

담금질 후 고 탄소 크롬 베어링 강 부품의 미세 구조에서 주요 결함의 원인을 심층 분석하고 고 탄소 크롬 베어링 강 부품의 담금질 품질을 개선하기 위한 예방 및 수정 조치를 제안했습니다.

생산 관행의 복잡성을 고려할 때 고탄소 크롬 베어링 강 부품의 담금질 품질을 보장하고 베어링 제품의 안정적인 내부 품질을 보장하기 위해서는 다양한 상황에 대한 구체적인 분석을 수행하는 것이 중요합니다.