一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺的制作方法

本发明涉及轴承钢脱碳层深度检测，尤其涉及一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺。

背景技术：

1、网状碳化物是高碳铬轴承钢在轧后冷却过程中，在acm-ar1温度范围内，浓度过高的碳以碳化物形式沿奥氏体晶粒边界析出，包围着奥氏体晶粒，在显微镜下呈现网状，网状碳化物塑性、韧性几乎为零，脆性很大。为了控制网状碳化物的形成，许多轴承钢厂家在生产过程中会对轧制的轴承钢进行穿水处理，表面经过穿水后，试样表层会形成马氏体组织，随着继续轧制，表层温度升高，之前形成的马氏体组织发生自回火，形成回火马氏体组织。gb/t 224-2019标准中规定金相法测量脱碳为表面到基体随着碳含量的变化而产生的组织变化去判定，高碳铬轴承钢为过共析钢，脱碳测量以碳化物含量相对基体的减少来区分，而表面形成回火马氏体组织的试样无法通过金相法进行脱碳层深度检验。

2、现有技术中，申请号为201410532941.x的中国专利提供一种快速测量穿水后脱碳层检验方法，它包括以下步骤：(1)将穿水后的轴承钢进行取样、制样、浸蚀(在3％的硝酸酒精溶液中浸泡12±5秒)、观察；(2)直接测量穿水轴承钢回火马氏体层与1/2的过渡层，两区域深度之和即为穿水轴承钢的脱碳层深度；(3)然后用穿水轴承钢正火后脱碳层深度去验证上述测量法测量穿水轴承钢脱碳层深度是否一致。该技术方案中只能说明此批穿水轴承钢正火后脱碳层深度正好与其测量方法所测结果一致，若穿水轴承钢穿水环较深后，穿水层中的碳含量就已经和轴承钢基体碳含量一致了，就无法用这种方法去进行测量，导致最后测量的脱碳层深度存在不准确的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中轴承钢进行穿水处理后表层会形成回火马氏体组织，导致无法通过金相法进行脱碳层深度检验的问题，现提供一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，包括以下步骤：

3、s1、对穿水轴承钢轧材进行取样：按照gb/t 224-2019标准规定的取样要求进行截取、切割得到试样；

4、s2、将切割好的试样放入渗碳炉进行定量渗碳处理：试样随炉加热到755℃后，通入氮气和甲醇，通过流量计调节两者比例关系为1:0.9，温度755℃为甲醇完全分解的温度，氮气以“m3/h”为单位，甲醇以“l/h”为单位，高温环境下按此比例分解成15.8％co、52.6％n2、31.6％h2，通过氧探头测得此时炉内碳势为0.70％±0.05％，升温至925℃±2℃，保温3h；随炉冷却至880℃±2℃，保温2h；再随炉冷却至850℃±2℃后，保温0.5h后进行出炉空冷；控制碳势在0.70％±0.05％是为了保证轴承钢碳含量低于此碳势的穿水区域能渗碳到此碳势范围内，0.75％左右碳势是不可能产生网状碳化物的；而碳含量高于此碳势的穿水区域无法进行渗碳，只改变组织形貌，基体正常组织则不变。

5、s3、对热处理完后的试样进行制样：横截面经粗磨→精磨→抛光→侵蚀；

6、s4、将侵蚀后的试样放置光学显微镜下进行观察，测量试样表面脱碳层深度，即为穿水轴承钢表面脱碳层深度。

7、上述技术方案利用对试样进行定量渗碳热处理，且碳势为0.70％±0.05％，保证轴承钢碳含量低于此碳势的穿水区域能渗碳到此碳势范围内，0.75％左右碳势不会产生网状碳化物，而碳含量高于此碳势的穿水区域无法进行渗碳，只改变组织形貌，基体正常组织则不变，定量渗碳热处理使穿水组织(回火马氏体组织)转变为平衡组织珠光体组织或珠光体+碳化物组织，便于后续脱碳层深度的测量，为生产提供了有力的数据支持，提高了生产效率。

8、进一步的，步骤s1中，制取试样采用砂轮切割机，试样加工过程需保持切削液时刻冷却试样，防止试样烧伤，对脱碳造成影响。

9、进一步的，步骤s3中，热处理后的样品经光谱磨样机进行粗磨，然后经180目、600目、1000目金相砂纸依次精磨，最后进行抛光，整个过程都需用水进行冷却，防止试样磨面过热。

10、进一步的，步骤s3中，侵蚀剂为2％的硝酸酒精溶液，试样抛光面放入侵蚀剂浸泡20s左右，侵蚀过程轻微晃动试样，保持侵蚀均匀性。

11、本发明的有益效果是：本发明通过对穿水轴承钢脱碳层试样进行取样，然后对试样进行定量渗碳热处理(碳势0.70％±0.05％)，且在保证轴承钢碳含量低于此碳势的穿水区域能渗碳到此碳势范围内，0.75％左右碳势不会产生网状碳化物，而碳含量高于此碳势的穿水区域无法进行渗碳，只改变组织形貌，基体正常组织则不变，定量渗碳热处理使穿水组织(回火马氏体组织)转变为平衡组织珠光体组织或珠光体+碳化物组织，便于后续脱碳层深度的测量，为生产提供了有力的数据支持，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，其特征在于：步骤s1中，制取试样采用砂轮切割机，试样加工过程需保持切削液时刻冷却试样，防止试样烧伤。

3.根据权利要求1所述的一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，其特征在于：步骤s3中，热处理后的样品经光谱磨样机进行粗磨，然后经180目、600目、1000目金相砂纸依次精磨，最后进行抛光，整个过程都需用水进行冷却，防止试样磨面过热。

4.根据权利要求1所述的一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，其特征在于：步骤s3中，侵蚀剂为2％的硝酸酒精溶液，试样抛光面放入侵蚀剂浸泡20s左右，侵蚀过程轻微晃动试样，保持侵蚀均匀性。

技术总结
本发明涉及轴承钢脱碳层深度检测技术领域，尤其涉及一种测量穿水轴承钢脱碳层的热处理工艺，包括以下步骤：对穿水轴承钢进行取样，将取好的试样放入渗碳炉中进行定量渗碳处理，对表面渗碳处理的试样横向进行磨制、抛光、侵蚀，然后通过光学显微镜对制备好的的试样进行观察；通过观察以碳化物含量相对基体的减少来确定穿水轴承钢脱碳层深度；本发明通过对试样进行定量渗碳热处理，碳势0.70％±0.05％，使穿水组织(回火马氏体组织)转变为平衡组织珠光体组织或珠光体+碳化物组织，便于后续脱碳层深度的测量，为生产提供了有力的数据支持，提高了生产效率。

技术研发人员：杜佳美,彭磊,丁磊
受保护的技术使用者：中天钢铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16