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金相顯微鏡檢測(cè)含氮不銹鋼是一種新型的耐蝕性軸承鋼。與傳統(tǒng)軸承不銹鋼9Cr18相比，含氮不銹鋼在力學(xué)性能相當(dāng)?shù)那闆r下，不僅接觸疲勞壽命優(yōu)于9Cr18，而且耐鹽霧腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于9Cr18。含氮不銹鋼熱處理后硬度要求≥58HRC，某型號(hào)含氮不銹鋼制軸承套圈在熱處理后發(fā)現(xiàn)表面硬度為55~56HRC，低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

該套圈加工工藝為：下料→鍛造→車(chē)加工→熱處理。

1、金相顯微鏡檢測(cè)理化檢驗(yàn)方法：金相顯微鏡檢測(cè)選取熱后套圈和車(chē)加工后套圈，橫向線切割制成金相試樣，試樣的截面為金相組織觀察面。

2、金相顯微鏡檢測(cè)觀察結(jié)果與分析

（1）化學(xué)成分分析

化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示。分析結(jié)果表明，套圈材料化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）硬度檢驗(yàn)

分別檢驗(yàn)試樣表面和截面心部區(qū)域洛氏硬度，表面硬度為55~56HRC，截面硬度為58～59HRC，含氮不銹鋼熱處理后硬度要求為≥58HRC，表面硬度低于技術(shù)要求，截面硬度符合技術(shù)要求。

（3）金相顯微鏡檢測(cè)淬回火組織對(duì)比

含氮不銹鋼熱處理后，顯微組織應(yīng)為回火馬氏體+少量一次碳化物+彌散分布的二次碳化物。

金相顯微鏡檢測(cè)選取熱處理后的套圈線切割制成金相試樣，金相顯微鏡檢測(cè)經(jīng)飽和鹽酸酒精溶液腐蝕后分別在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察。正常區(qū)域淬回火組織如圖1所示，球狀碳化物彌散分布在馬氏體基體上；靠近表面區(qū)域淬回火組織如圖2所示，相比正常區(qū)域，其碳化物分布大幅減少，且馬氏體組織異常，有晶界出現(xiàn)。

（4）金相顯微鏡檢測(cè)退火組織對(duì)比：金相顯微鏡檢測(cè)選取同批車(chē)加工后熱處理前套圈制成金相試樣，經(jīng)腐蝕后分別在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察，正常區(qū)域球化退火組織如圖3所示，正常區(qū)域均勻分布細(xì)小的球狀和粒狀碳化物；靠近套圈表面區(qū)域球化退火組織如圖4所示，金相顯微鏡檢測(cè)相比正常區(qū)域，靠近表面區(qū)域碳化物分布明顯減少，且部分呈鏈狀分布，類似于9Cr18鋼退火孿晶狀碳化物。

（5）表面碳含量：金相顯微鏡檢測(cè)采用ARL4460型直讀光譜分析儀檢測(cè)淬回火后套圈表面的碳含量，其WC為0.20%左右，低于標(biāo)準(zhǔn)值。

3、金相顯微鏡檢測(cè)加工過(guò)程分析：復(fù)查本批套圈加工工藝與加工設(shè)備狀況，熱處理和鍛造工藝參數(shù)符合相關(guān)要求。熱處理采用真空爐加熱淬火，設(shè)備運(yùn)行記錄無(wú)異常。鍛造采用箱式電爐加熱，由于電爐的一條電阻帶損壞，導(dǎo)致加熱爐升溫緩慢。鍛件毛坯在爐中保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致其脫貧碳深度超出正常要求范圍。套圈車(chē)加工后表面有脫貧碳?xì)埩魧?dǎo)致熱處理后其表面硬度降低。

4、金相顯微鏡檢測(cè)結(jié)語(yǔ)

（1）套圈表面硬度低的原因是由于貧碳引起的，造成貧碳的原因?yàn)殄懺旒訜釥t故障。

（2）金相顯微鏡檢測(cè)套圈表面淬回火組織異常跟退火組織中鏈狀碳化物有關(guān)，會(huì)使其脆性增加。

（3)在鍛造和熱處理生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況是否正常，保持完整加工參數(shù)記錄，并嚴(yán)格按照工藝執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)有異常狀況應(yīng)加倍抽檢，避免不合格品流入下道工序。