慕山慕水之“轴承钢马氏体贝氏体讨论”

慕山慕水

因为涉及到一些企业的技术秘密，对于轴承钢马贝复合组织本不想现在谈论，但看到论坛上一些关于马贝复合组织的言论，又忍不住要发言，在此向可能造成技术泄密的企业表示歉意，我尽量不透露核心秘密。
此贴纯为技术讨论贴，欢迎跟帖讨论技术问题，无论支持或反对观点都欢迎，谢绝所有人身攻击或与技术无关的讨论。

1、马氏体组织与贝氏体组织在轴承行业的应用：
经常有人问我，是不是贝氏体轴承要比马氏体轴承好，我讲其实不存在哪个好那个坏只说，而只能看轴承的使用场合以及此类轴承失效分析结果。
一般来讲:受冲击载荷小，转速较快，失效以磨损为主的轴承应选用马氏体轴承；反之，受冲击载荷大，转速较慢，失效以断裂为主的轴承应选用贝氏体轴承。
对于既受冲击载荷较大，转速又较高，失效可能是断裂也可能是磨损，就要选择渗碳轴承或马贝复合组织轴承了。

慕山慕水

2、贝马复合组织（先贝后马）和马贝复合组织（先马后贝）：
因贝马复合组织比较容易实现，目前已有多家轴承厂大批量生产这种轴承，GCr15钢只要奥氏体化后，在230-240度等温一定时间（根据贝氏体含量要求不同确定等温时间）然后风冷或油冷，回火，可以得到一定含量贝氏体的贝马复合组织。基本组成为一定量贝氏体+一定量马氏体+少量参与奥氏体+极少量上贝氏体+（极少量可能存在的屈氏体）。
有瓦轴专家Y提出，贝马复合组织因第一阶段主要发生贝氏体转变，在第二阶段主要发生马氏体转变，在马氏体针形成时因先前产生的贝氏体组织相对较软，所以会有马氏体针互相碰撞并可能伤及已形成的贝氏体组织，会有显微裂纹形成，使最后组织的冲击韧性下降（低于贝氏体组织），我形象讲就像盖楼房先浇水泥再打眼穿钢筋。这位专家又提出，如果先进行马氏体转变，就克服了上述问题，变成先打钢筋再浇水泥，冲击韧性会有提高。并且这位专家在实验室环境中用试样取得了试验数据证实了上述理论，并就此发表了论文，有兴趣的朋友可以去搜此文章阅读。
另一位原瓦轴专家X（有趣的是X以前的岗位就是Y现在的岗位，此人曾活跃于论坛一段时间）早于Y两年从另一思路研究过马贝复合组织，他采用奥氏体化后在一个临界温度（我只能透露190-220度之间）淬火并等温，试图得到马贝复合组织，他使用50吨材料试验，最后取得成功，并实现了生产线大规模生产，他后来离开了他做试验的工厂，所以后来这家工厂因不理解他的工艺思想也放弃了他的工艺。这位专家虽然积累了大量数据和工艺参数，但他从来不透露。但我知道他是成功过，我只能向大家透露，他的思路几乎与我后来知道的舍弗勒工艺思路完全一致。
还有一位专家C（女性，60多岁的老太太）用另一种思路实现了马贝复合组织的生产线大批量生产，为配合她的工艺思路，我在设备上做了许多调整以满足她的工艺路线。现在她所在单位正积极整理数据，准备申请专利，专利申请后会发表论文公开这一技术。在这之前我不能过多透露她的工艺。
上述三个存在的事实说明：马贝复合组织（先马后贝）无论从实验室还是生产线大规模生产目前在国内都已经实现。

慕山慕水

3、先马后贝的可能性：
即使通常贝氏体等温淬火，贝氏体转变同时也会有马氏体转变。一般我们技术人员讨论组织转变时经常提及等温转变曲线很少提及连续转变曲线。实验室中如果采用3mm试片（JB1255中贝氏体组织照片就是这样拍出的），冷却时表面冷速和心部冷速几乎相同，使用等温转变曲线没问题。可实际生产贝氏体轴承一般是壁厚轴承，表面冷却速度快，接近于等温转变，可心部冷速慢，更接近于连续转变过程。GCr15钢等温转变时马氏体开始转变点为（Ms）205℃，但连续冷却转变时，Ms点上升到247℃.较厚的工件由高温冷到230℃之前，由于冷却速度慢，就相当于连续冷却转变，因此在247℃到230℃之间，就可能发生部分马氏体转变，工件越厚，冷却越慢，马氏体转变量越多。
可见即使是常规贝氏体等温转变工艺（230℃）等温，也可能有先马后贝情况出现。
同样观察连续转变曲线结合等温转变曲线，按照专家X的思路，一个临界温度（我只能透露190-220度之间）淬火并等温，表面冷速快可以看做等温转变，产生马氏体转变，心部冷却慢可以看做连续转变，先产生马氏体转变，到达淬火温度后，变为等温转变，产生贝氏体转变。
专家Y的思路，如果考虑表面及心部冷却速度不同，从连续转变曲线结合等温转变曲线结合看，虽不能控制表面马氏体转变的量，但能控制心部某位置到达Ms点的时间，从而控制心部产生贝氏体转变，这在工业化生产中并不是完全不能实现的。

慕山慕水

4、马氏体与贝氏体的判断
典型的贝氏体组织（上述3mm试片做出的）与马氏体有明显的区分，略懂金相的检验员都可以在500倍金相显微镜下区分。但生产实际中一般是较厚工件通过上述论述可知即使典型贝氏体等温工艺，不可避免有马氏体产生，在普通的显微镜500倍观察时，确实很难区分下贝氏体和回火马氏体组织，几乎见不到JB1255图谱中典型下贝氏体的形态。在1000显微镜下，非常有经验的专家能定性判断下贝氏体是否存在，但很难定量判断贝氏体含量。在电镜下能区分这两种组织，但因电镜视野非常小，要判断整体试样马贝比例的可能性也非常小。由于贝氏体和马氏体的晶体学结构都是体心立方结构, 采用X 射线、TEM、M ossbauer谱等测试手段也无法区分这两种组织。
可见，常用金相检验方式在大规模生产实际中定量判断马贝含量非常困难，这种现象造成一些技术人员产生对一些贝氏体工艺如空气等温产生怀疑，有“假贝氏体”只说也就好理解了。

好在目前一些金相专家结合国外技术采用彩色金相技术区别已经获得成功，鞍山F专家及燕山大学H教授使用如下方法明显区分出生产实际中工件中的马贝组织。方法如下：
所用彩色金相试剂A是偏重亚硫酸钠溶液和苦味酸溶液的混合液,其组成为10 g /L的偏重亚硫酸钠的水溶液与40 g /L的苦味酸的乙醇溶液按1：1混合; 试剂B是硫代硫酸钠和苦味酸的混合试剂为1%硫代硫酸钠溶液和4% 苦味酸溶液的混合试剂。
这已是早在2009年公开发表的技术，有兴趣的朋友可以搜素查看。公开发表的技术恐怕没有人能在申请专利了。

慕山慕水

等温转变曲线及连续转变曲线

慕山慕水

马氏体贝氏体彩色金相

黑马王子

慕山慕水 发表于 2012-10-25 10:45
3、先马后贝的可能性：
即使通常贝氏体等温淬火，贝氏体转变同时也会有马氏体转变。一般我们技术人员讨论组 ...

很详细、很有深度的技术帖子啊，学到了很多知识，开阔了我们的技术思路！
不过版主说的这点我没有完全理解，马氏体和贝氏体的得到与是否等温转变和连续转变是直接关联吗？我想请问下是否可以这样认为：壁厚的套圈表面冷却速度快，避过了贝氏体转变区域，淬火冷却时得到马氏体组织，心部冷却慢，经过了贝氏体和马氏体区域，得到了这两种组织？

化生

不错啊 ，收益匪浅   

孔原

GCr15在230度等温多久才能得到大部分的贝氏体组织？我们根据热处理成本的考虑，一般在2小时左右，可客户要我们等温8小时，LZ可否给点建设性的意见？

孤鸿踏雪

慕山慕水 发表于 2012-10-25 11:01
马氏体贝氏体彩色金相

     感谢慕版倾情奉献，不才此前的工作从未涉及轴承热处理，虽然没有轴承热处理的任何经历和经验，但作为知识储备，已悉数下载。

shaod

舍弗勒工艺怎么讲呀？
感谢慕版的无私奉献，我可以往深处继续刨么？

“热惯性”在这个转变过程中很有价值，能不能顺便给讲一下呢？

慕山慕水

欢迎烧兄参与讨论，我知道这其实是你多年研究方向，师弟献丑了！
我明天详细答复您！

ljjsunny

等待明天的精彩延续！

搬运工

慕山慕水 发表于 2012-10-25 10:48
等温转变曲线及连续转变曲线

不知道是不是看花了眼，奥氏体化温度不同耶！

chg1555

舍弗勒生产的机械挺柱是满足耐磨与冲击载荷,这工艺我去时见识过,按慕版介绍是马贝复合组织?.现在没有比较,无法评论舍弗勒工艺.况且现还在保密阶段.不过......

悠悠

本人在舍弗勒工作怎么没听说这个工艺？

热处理老宋

悠悠 发表于 2012-10-25 22:16
本人在舍弗勒工作怎么没听说这个工艺？

不要当真，瓦轴也没实施过，只是实验，是渗碳钢替代实验。

热处理老宋

ljjsunny 发表于 2012-10-25 17:46
等待明天的精彩延续！

知我心，非君也，等一两天。我要有惊人爆料，讲实名，说实事，值得法律考评，等等，热闹在后面，激烈点好，大家不要退路。

慕山慕水

再次重申：
“此贴纯为技术讨论贴，欢迎跟帖讨论技术问题，无论支持或反对观点都欢迎，谢绝所有人身攻击或与技术无关的讨论。”
另：高手过招，真功一现，高低已知；撒白灰、蒙汗药乃江湖小混混所为，恕不接招。

djh088

另一位原瓦轴专家X（有趣的是X以前的岗位就是Y现在的岗位，此人曾活跃于论坛一段时间）早于Y两年从另一思路研究过马贝复合组织，他采用奥氏体化后在一个临界温度（我只能透露190-220度之间）淬火并等温，试图得到马贝复合组织，他使用50吨材料试验，最后取得成功，并实现了生产线大规模生产，他后来离开了他做试验的工厂，所以后来这家工厂因不理解他的工艺思想也放弃了他的工艺。这位专家虽然积累了大量数据和工艺参数，但他从来不透露。但我知道他是成功过，我只能向大家透露，他的思路几乎与我后来知道的舍弗勒工艺思路。

看来这位专家X深藏不漏，居然还在论坛活跃过，楼上的宋总，你出来证实一下，是不是你。。。。

我还刨根一次，shoad专家已经刨一次了。就是贝氏体量究竟占多少比例，这个有没有一定的办法，据说这个X专家已经搞出来了。。。。