【摘 要】
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轴承是航空发动机的关键基础件,但国产航空发动机轴承的寿命和可靠性与国外相比仍存在较大差距。这严重影响了我国航空发动机的研发进程,对我国的国防安全造成了一定的威胁。因此,需要提高国产8Cr4Mo4V轴承钢的综合性能,缩小其与国外轴承钢的差距。本文通过对航空轴承用8Cr4Mo4V钢和M50钢同炉热处理后的微观组织观察,对比了两种钢在化学成分、微观组织、晶粒均匀性和相组成上的差异。通过测试两种钢的力学性
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轴承是航空发动机的关键基础件,但国产航空发动机轴承的寿命和可靠性与国外相比仍存在较大差距。这严重影响了我国航空发动机的研发进程,对我国的国防安全造成了一定的威胁。因此,需要提高国产8Cr4Mo4V轴承钢的综合性能,缩小其与国外轴承钢的差距。本文通过对航空轴承用8Cr4Mo4V钢和M50钢同炉热处理后的微观组织观察,对比了两种钢在化学成分、微观组织、晶粒均匀性和相组成上的差异。通过测试两种钢的力学性能,对比分析了国产8Cr4Mo4V钢在硬度、室温拉伸性能、冲击韧性和旋转弯曲疲劳性能上与国外M50钢之间的差距,研究了两种材料产生差异的主要原因。进一步地,研究了稳定化热处理对国产8Cr4Mo4V钢和国外M50钢的微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,M50钢的淬透性、钢中碳化物的析出数量及其分布均匀性均优于8Cr4Mo4V钢,并确定出M50钢中添加了微量元素B。B元素的添加使M50钢中生成了少量贝氏体组织,并且降低了M50钢中未溶碳化物的数量。经过真空气体淬火后,M50钢中的残余奥氏体含量高于8Cr4Mo4V钢,回火处理后,M50钢中的残余奥氏体含量低于8Cr4Mo4V钢。经回火处理后,8Cr4Mo4V钢的硬度、强度以及旋转弯曲疲劳性能均低于M50钢。采用稳定处理可以改善两种钢中碳化物的析出和分布特征。随着稳定处理温度的升高和稳定处理次数的增加,钢中二次碳化物尺寸增大,数量增多,未溶碳化物尺寸也随之增大。经过稳定处理后,8Cr4Mo4V钢和M50钢的硬度、拉伸性能、冲击韧性和旋转弯曲疲劳性能等力学性能显著提升。经稳定处理后,8Cr4Mo4V钢的旋转弯曲疲劳性能提升达到了43.2%,而M50钢经稳定处理后旋转弯曲疲劳强度提升了22.7%,稳定处理后8Cr4Mo4V钢的疲劳强度高于M50钢。
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