為評估該(gai)鋼(gang)種(zhong)的(de)化學(xue)成分、微觀組織和(he)機械性(xing)能，俄羅斯(si)學(xue)者們在實驗(yan)室條件下對普通軸承鋼(gang)ShKh15鋼(gang)和(he)中碳軸承鋼(gang)的(de)抗斷裂性(xing)能進行了不同爐次的(de)軋制(zhi)實驗(yan)和(he)其他檢驗(yan)。

　　氣體分析的(de)(de)結果顯示，只(zhi)在第(di)2爐次鋼中發現氧(yang)含量(liang)上升，但總體氧(yang)含量(liang)在容(rong)許范圍內，其他爐次鋼中氧(yang)含量(liang)均符合GOST901技術(shu)標(biao)準（不超過(guo)0.0015%）。為研究宏觀組織和微觀組織，從實(shi)驗(yan)爐次里選取(qu)了(le)用于顯微鏡觀察的(de)(de)試樣。同(tong)時(shi)準備了(le)直徑為5毫(hao)(hao)米(mi)的(de)(de)圓柱狀試樣進(jin)行抗拉實(shi)驗(yan)（根據GOST1497-84）；準備帶V形坡口（根據GOST9454第(di)二類(lei)）10毫(hao)(hao)米(mi)×10毫(hao)(hao)米(mi)×55毫(hao)(hao)米(mi)的(de)(de)試樣用于靜態彎曲實(shi)驗(yan)；采取(qu)疲勞龜裂裂紋最大(da)深度2毫(hao)(hao)米(mi)的(de)(de)試樣進(jin)行斷裂韌性實(shi)驗(yan)（根據GOST9454第(di)二類(lei)）。

　　中碳(tan)軸承(cheng)鋼的(de)(de)(de)(de)最終(zhong)熱處理采用普遍接受的(de)(de)(de)(de)ShKh15類軸承(cheng)鋼規范(fan)：在(zai)840℃~845℃加熱硬(ying)(ying)化，均熱35分(fen)鐘~40分(fen)鐘后(hou)在(zai)M2M-16油中冷卻(que)，油溫(wen)在(zai)30℃~60℃，隨后(hou)在(zai)155℃下回(hui)火3.5小時(shi)。根據GOST9013（61.5HRC~62.5HRC），最終(zhong)回(hui)火后(hou)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度為62HRC。熱軋(ya)狀態下低(di)倍組織由(you)不存在(zai)游離鐵素體夾層的(de)(de)(de)(de)珠光(guang)體構成，晶粒大小不低(di)于7級(ji)（根據GOST5639），沒有粗的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物析出(chu)，低(di)倍組織均勻細小，有利于鋼的(de)(de)(de)(de)進一步(bu)精整(zheng)加工。

　　為提(ti)供(gong)良好的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)性和(he)硬化(hua)前的(de)(de)(de)(de)(de)準(zhun)備，鋼(gang)需(xu)要(yao)(yao)進(jin)行中間熱處理(li)，即在(zai)800℃~690℃下球化(hua)退(tui)火17小(xiao)時，在(zai)退(tui)火狀(zhuang)(zhuang)態下，球狀(zhuang)(zhuang)珠(zhu)光體的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒度級(ji)別(bie)為2，鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)爐次的(de)(de)(de)(de)(de)低倍組(zu)織(zhi)滿(man)足GOST801技(ji)術(shu)規(gui)(gui)范(fan)要(yao)(yao)求。縱(zong)向顯微(wei)斷面評(ping)估(gu)了(le)顯微(wei)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)帶狀(zhuang)(zhuang)結構(gou)。鋼(gang)試樣從(cong)850℃硬化(hua)，然(ran)后再冷卻，在(zai)150℃回火1小(xiao)時，實(shi)驗(yan)鋼(gang)顯微(wei)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)帶狀(zhuang)(zhuang)結構(gou)不超(chao)過(guo)1級(ji)~2級(ji)，這些值完(wan)全滿(man)足GOST801對于熱軋鋼(gang)ShKh15的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)規(gui)(gui)范(fan)要(yao)(yao)求。同一(yi)試樣用來評(ping)價(jia)實(shi)驗(yan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)殘留碳化(hua)物(wu)網絡，確認不超(chao)過(guo)3級(ji)，實(shi)驗(yan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)更(geng)加均勻。因此(ci)考慮(lv)到(dao)碳化(hua)物(wu)熔析指(zhi)數和(he)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)不均質(zhi)性，實(shi)驗(yan)鋼(gang)滿(man)足所有標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)規(gui)(gui)范(fan)要(yao)(yao)求并(bing)且(qie)明顯超(chao)過(guo)ShKh15類軸(zhou)承鋼(gang)。

　　機械性能良(liang)好(hao)

　　評價(jia)非金(jin)屬(shu)夾(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)試樣選擇和實(shi)驗(yan)按GOST1778-80制備(bei)。非金(jin)屬(shu)夾(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)主要(yao)為(wei)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)和氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)，幾乎不存在(zai)球(qiu)狀夾(jia)雜(za)(za)，硅(gui)酸鹽有(you)延性單項夾(jia)雜(za)(za)，顯示有(you)1.5級大(da)小(xiao)，存在(zai)于第2爐(lu)次(ci)鋼里，并由于氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)夾(jia)雜(za)(za)污染而報廢(fei)。在(zai)熱軋狀態(tai)下，實(shi)驗(yan)室爐(lu)次(ci)鋼采用碳(tan)(tan)氮共滲工藝進行微合金(jin)化(hua)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度為(wei)35HRC~38HRC。為(wei)實(shi)現球(qiu)狀珠光體的(de)(de)(de)退火，實(shi)驗(yan)室爐(lu)次(ci)鋼采用碳(tan)(tan)氮共滲進行微合金(jin)化(hua)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度為(wei)195HB~217HB，其(qi)值稍高于GOST801技術規(gui)范硬(ying)(ying)(ying)度的(de)(de)(de)179HB~207HB。在(zai)新硬(ying)(ying)(ying)化(hua)狀態(tai)下，所實(shi)驗(yan)鋼硬(ying)(ying)(ying)度為(wei)65HRC~67HRC。

　　回火對淬火鋼硬度的影響顯示，對于實(shi)驗爐(lu)次鋼在回火溫度為160℃時(shi)幾乎沒有降低淬火鋼的硬度，即在65HRC的水平。

　　在(zai)硬(ying)化和(he)(he)輕度回(hui)火(huo)狀態下鋼(gang)(gang)的(de)機械實(shi)驗結(jie)果表明，所有的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)案例(li)都是因為(wei)脆性(xing)機理所致，斷(duan)(duan)裂(lie)應力值和(he)(he)屈服(fu)強度值幾乎(hu)相(xiang)(xiang)等，他們是624~920N/mm2，相(xiang)(xiang)關延伸率和(he)(he)面積減少(shao)接近零。斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)實(shi)驗試(shi)(shi)樣規格為(wei)10毫米(mi)(mi)×10毫米(mi)(mi)55毫米(mi)(mi)，并進行集中折彎，試(shi)(shi)樣先期要(yao)開尖(jian)銳切口和(he)(he)疲勞裂(lie)紋。在(zai)硬(ying)化和(he)(he)150℃~180℃下回(hui)火(huo)后，對(dui)采用V和(he)(he)Nb微合金化的(de)試(shi)(shi)樣進行了實(shi)驗。從組織狀態和(he)(he)數據分析表明，斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)對(dui)于實(shi)驗鋼(gang)(gang)（中碳軸(zhou)承鋼(gang)(gang)）和(he)(he)ShKh15鋼(gang)(gang)是相(xiang)(xiang)似的(de)，回(hui)火(huo)溫(wen)度從150℃升到180℃時(shi)沒(mei)有降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)。

　　通過對實(shi)驗鋼(gang)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)、宏觀(guan)組織和(he)(he)微(wei)觀(guan)組織的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)，對硬度(du)、機(ji)(ji)械性(xing)能(neng)和(he)(he)抗(kang)斷(duan)裂(lie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)全面研究得出，新型實(shi)驗爐次的(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械性(xing)能(neng)水(shui)平與ShKh15類軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)相當，64HRC~65HRC的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)水(shui)平優于GOST801技術規范要求，實(shi)驗爐次鋼(gang)和(he)(he)ShKh15類軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)韌性(xing)值相似(si)。而采用(yong)V和(he)(he)Nb微(wei)合金化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)滿足了GOST801技術規范要求，實(shi)驗鋼(gang)更加純凈。同時，低(di)倍組織碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)不均質性(xing)低(di)，不存在碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)網格殘(can)留。因此，新型的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)合金化(hua)(hua)中碳(tan)軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)具(ju)有比ShKh15類軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)更加良好的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。