【摘 要】
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高铁轴箱轴承作为传动系统的关键部件，服役工况及服役环境复杂。高铁轴承套圈的热处理工艺普遍采用贝氏体等温淬火工艺。贝氏体等温淬火工艺相比于传统的马氏体淬火工艺能够使轴承套圈具有更好的韧性和抗裂纹扩展能力，但耗时更长，生产效率相对较低。为优化国产高铁用GCr18Mo轴承套圈的贝氏体等温淬火工艺，开展实验测试了轴承钢的热物理参数以及过冷奥氏体等温转变曲线，基于实验测得的轴承钢材料参数采用DEFORM-H
【机 构】
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北京交通大学机械与电子控制工程学院
【基金项目】
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中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（N2022J017）； 中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目（2022YJ161）；
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高铁轴箱轴承作为传动系统的关键部件，服役工况及服役环境复杂。高铁轴承套圈的热处理工艺普遍采用贝氏体等温淬火工艺。贝氏体等温淬火工艺相比于传统的马氏体淬火工艺能够使轴承套圈具有更好的韧性和抗裂纹扩展能力，但耗时更长，生产效率相对较低。为优化国产高铁用GCr18Mo轴承套圈的贝氏体等温淬火工艺，开展实验测试了轴承钢的热物理参数以及过冷奥氏体等温转变曲线，基于实验测得的轴承钢材料参数采用DEFORM-HT软件建立了轴承套圈的热处理工艺全流程仿真模型。针对贝氏体等温淬火工艺中的加热温度、等温温度、等温时间和回火温度，采用正交试验法设计了16种贝氏体等温淬火工艺仿真方案并进行仿真分析。基于仿真结果以轴承套圈的贝氏体体积分数和硬度构建优化目标函数，结合蒙特卡洛法和复合形法对工艺参数进行线性回归分析及优化，在优化得出的工艺参数范围内开展了三组验证性热处理试验。结果表明：基于实验测得的轴承钢材料参数建立的热处理仿真模型具有较高的准确性；经验证试验后，三组轴承套圈的贝氏体体积分数和硬度均满足行业标准要求，残余奥氏体含量未超过规定数值；优化后的热处理工艺耗时更短，相比初始贝氏体等温淬火工艺，等温淬火时间缩短37%以上。研究成果为国内GCr18Mo轴承套圈的贝氏体等温热处理提供了有效的工艺参考。
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