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真空渗碳可降低渗碳中的氧势,从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度;稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度,由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散,而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多,它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散,从而有助于减轻非马氏体组织的产生。
2)通过合金设计,抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能,Cr元素次之,Mn抗氧化能力弱,而Si的抗氧化能力弱(Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍)。因此为减小晶界氧化并保证淬透性,在齿轮钢成分设计时,应适当降低易氧化元素的含量,是Si的含量,相应地难氧化元素Ni、Mo的含量。
据报道,将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以表面组织异常,而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生。为满足汽车行业高性能以及轻量化的发展要求,未来应重点:淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、高温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等。



例如,国外汽车变速箱轴承的使用寿命50万公里,而国内同类轴承寿命约10万公里,且可靠性、性差。方面作为发动机的关键基础零部件,国外正在研发推力比为15-20的第2代发动机轴承,在2020年前后装配到第5代中。
近10年来,美国研发了第2代发动机用轴承钢,其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30),则在进行第2代发动机用轴承的研发。汽车方面对于汽车轮毂轴承,目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承),而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。铁路车辆方面目前,铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔CrNi2MoA渗碳钢制造,而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼、夹杂物均匀化(IQ钢)、超长寿命钢(TF钢)、细质化热处理、表面超硬化处理和的密封润滑等应用到轴承的生产和制造,从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。

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