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摘要
为了探究等温淬火工艺对GCr15SiMo轴承钢微观组织和摩擦磨损性能的影响.本文中通过改变等温淬火温度(190、210和230℃)和保温时间(4、8和24 h)对GCr15SiMo轴承钢进行不同等温淬火参数下的热处理.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和洛氏硬度计等对其微观组织、物相和硬度进行表征，并借助摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行研究.结果表明，GCr15SiMo轴承钢传统油淬得到的组织主要为马氏体，等温淬火工艺获得的组织主要由贝氏体铁素体、残余奥氏体、少量马氏体和未溶碳化物组成.且随着等温淬火温度升高和保温时间延长，由于碳原子的扩散能力增强，贝氏体转变周期变短，贝氏体的含量增多，马氏体含量减少，未溶碳化物和残余奥氏体含量也逐渐降低.传统油淬后的材料组织以脆性马氏体为主，摩擦磨损时马氏体以细小碎片的形式剥落并作为硬质颗粒在摩擦表面移动，导致其磨损机制以微观切削和氧化磨损为主.等温淬火工艺下，固定等温淬火时间为8 h，随等温淬火温度升高，材料中贝氏体含量增多，韧性提高，材料磨损机制由微观切削逐渐转变为黏着磨损；当固定等温淬火温度为210℃，随等温淬火时间的延长，材料中贝氏体含量大幅度增加，材料韧性在提高的同时其硬度降低，导致材料磨损机制由黏着磨损逐渐转变为严重的磨粒磨损.最后，文中最佳的等温淬火工艺是等温淬火温度为210℃，保温时间为8 h，此时组织中各物相体积分数分别为残余奥氏体4.3%，未溶碳化物4.8%，马氏体32.3%，贝氏体58.6%，材料具有良好的强韧性，磨损率最低，为0.38×10-4mg/(N·m).
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单位固体润滑国家重点实验室; 中国科学院兰州化学物理研究所; 河南科技大学; 洛阳轴承研究所
