前苏联从60年代中期开始研究开发限制淬透性轴承钢，并采用整体感应穿透加热，强水流的冷却工艺，使ⅢХ4钢表面获得了具有一定深度的硬化层，心部得到非马氏体组织，具有表面硬度高、心部硬度低、冲击韧性高的优点，而且表面呈压应力状态。这种材料应用在铁路客车轴承、铁路货车轴承以及部分轧机轴承上获得了良好的使用效果。
我国研究ⅢХ4钢（GCr4）起步较晚，1993年被列入机械工业部技术发展基金项目。由洛阳轴承研究所牵头从1994～1997年对GCr4钢进行了较系统的研究，其中对GCr4钢与GCr15钢接触疲劳寿命进行了对比试验，结果表明：GCr4钢的额定寿命较GCr15提高了26％，中值寿命提高了19％。但是缺少GCr4钢与G20CrNi2Mo钢、G20Cr2Ni4钢接触疲劳寿命的对比试验，为此进行了GCr4钢与G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4两种渗碳钢接触疲劳寿命的对比试验，以便为今后推广应用提供理论依据。
1试样的加工和热处理
1.1试验材料
GCr4钢用上海五钢真空脱气∅100mm棒料锻拔成∅70mm。G20CrNi2Mo采用抚顺钢厂∅80mm真空脱气钢。G20Cr2Ni4采用抚顺钢厂∅65mm电渣重熔钢。
1.2最终热处理
G20Cr2Ni4随大型套圈一起在RJJ—180炉内经940℃渗碳、880℃一次淬火、650℃高温回火，810℃二次淬火、160℃回火。
G20CrN2iMo随197726套圈一起在渗碳联线上进行渗碳，渗碳温度为935℃，炉内冷却至870℃一次淬火，随后清洗再经200℃回火。二次淬火是在RJGD—200炉内进行，淬火温度为800℃，再经160℃回火。
GCr4钢是在中温盐炉内加热至850℃淬水，再经200℃回火。
1.3试样的精加工
试样由退火棒料直接车制而成，经最终热处理后，进行精加工。
1.4试样的质量检测
试样的表面粗糙度Ra、平行差、表面硬度、沟道面硬化层深度（以50HRC为界）和心部硬度列于表1。
GCr4淬火组织按JB1255—91标准可评3级，但个别碳化物粗大。G20CrNi2Mo淬火组织按JB／T8881—1999评定可评3级。G20Cr2Ni4淬火组织按JB／T8882—1999评1～2级。
2接触疲劳试验
接触疲劳试验是在瓦轴的3台TLP接触疲劳试验机上交叉进行。
2.1试验条件
（1）试验转数2016r/min。
（2）钢球数20粒。
（3）试验载荷8879kN。
（4）接触应力4116MPa。
（5）应力循环次数20160次／min。
（6）试样尺寸∅60mm×∅20mm×20mm。
2.2试验结果
试验结果见表2，对表2数据用最佳线性不变估计法处理，其结果列入表3。根据数据处理结果作出韦布尔分布曲线（图1）。
从表3和韦布尔分布曲线可以看出。在本文所述的试验条件下，三种材料的L10t寿命相当。
GCr4的特征寿命较两种渗碳钢略低，GCr4的斜率最大，两种渗碳钢的斜率略小，但他们的差距很小，可以认为他们的斜率基本相当。另外从韦布尔分布曲线也可以看出他们中值寿命L50无太大差异。
综合而论，这三种材料的接触疲劳寿命基本相当。单从接触疲劳寿命的试验结果来看，GCr4钢可以代替G20CrNi2Mo和G20Cr2Ni4钢生产部分轧机轴承和其他耐冲击载荷的轴承。能否大量应用，还有待实践证明。
更多精彩内容，尽在【轧机轴承】公众号。
版权声明：本站所有作品（图文、音视频）均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流，不声明或保证其内容的正确性，如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容。请举报，一经查实，本站将立刻删除。