高碳鉻不銹軸承鋼孿晶碳化物研究

9Cr18、9Cr18Mo屬于高碳鉻不銹軸承鋼，具有高的硬度，并有不銹、耐蝕的性能。常用于制作軍工、航空、航天和航海等高級軸承。該鋼種常用的標準為GB/T3086《高碳鉻不銹軸承鋼技術條件》和CJX-S027-2005，這兩者都要求檢驗孿晶碳化物。

多年以來攀長鋼公司高碳鉻不銹軸承鋼的孿晶碳化物合格率一直比較低，其他特鋼企業的也是如此。因此特鋼企業都不愿意生產該品種，軸承企業訂貨困難。根據軸承用戶要求，在檢驗中直線狀和鏈狀兩種形態的碳化物都被認定是孿晶碳化物，但特鋼企業和軸承企業對孿晶碳化物的形成機理、形貌和評定原則都還有分歧。因此有必要對高碳鉻不銹軸承鋼孿晶碳化物進行研究，弄清其影響因素、形貌及形成原因，找出在生產上控制的關鍵點。

孿晶是指兩個晶體沿一個公共晶面構成晶面對稱的位向關系，這兩個晶體就成為“孿晶”，在此公共晶面就稱孿晶面，在顯微鏡下看孿晶是一條直線。

為了搞清楚加熱溫度、退火溫度、高溫冷卻溫度對鏈狀和直線狀碳化物的影響，以及鏈狀和直線狀碳化物對力學性能的影響，攀長鋼公司技術人員對9Cr18高碳鉻不銹軸承鋼進行了研究，結果表明：

加熱溫度達到1140℃，退火后開始出現沿晶界分布的鏈狀碳化物;加熱溫度≥1160℃，退火后出現大量鏈狀和直線狀碳化物。退火溫度對鏈狀和直線狀碳化物的形成沒有影響。

材料從高溫直接冷卻時，溫度≥1080℃，并且冷卻速度≤80℃/h可能析出鏈狀碳化物，并且溫度越高冷卻速度越慢，析出的可能性就越大。

鏈狀和直線狀碳化物對沖擊韌性有明顯影響：少量鏈狀碳化物只是少許降低沖擊韌性，而大量的鏈狀碳化物和直線狀碳化物都顯著降低材料的沖擊韌性，特別是直線狀孿晶碳化物對材料沖擊韌性影響更大。

直線狀的碳化物形成原因為：材料加熱溫度過高，在晶粒長大的過程中晶界遷移時偶然發生堆垛錯誤形成了生長孿晶，在隨后的退火過程中碳化物向奧氏體孿晶界面析出形成的，才是真正意義上的孿晶碳化物。

鏈狀碳化物形成是由于材料過熱或者局部過熱，在退火過程中碳化物沿奧氏體晶界析出而形成，本質上是一種網狀碳化物。