Gcr15是一種傳統(tǒng)的高鎦軸承鋼主要用于制造駑種軸承的淩珠、滾柱和套圓等,被廣泛應(yīng)用于高諫旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷的機(jī)械零部件要求具有高的強(qiáng)度、彈性極限和耐磨性。GCr15的熱軋組織往往由片層狀珠光體組成,同時還存在少量的晶界碳化物。這種微觀結(jié)枃具有較高的硬度和較低的塑性加工性能較差。因此高碳鋼在后續(xù)加工之前需要進(jìn)行球化退火,使鋼中的碳化物球化,提髙其加工性能和使用性能。根據(jù)美國ASM推薦的球化退火工藝,無論是連續(xù)的球化退火工藝還是等溫的球化退火工藝都需要較長的退火時間,奧氏體化后退火工藝需要10~16h],導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低、耗費(fèi)大量能源。因此快諫球化退火得到了廣泛的研究根據(jù)金屬學(xué)原理,實(shí)現(xiàn)碳化物快速球化的關(guān)鍵在于通過控制相變的熱力芓和動力芓來改變奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的模式—從傳統(tǒng)的片層狀轉(zhuǎn)變機(jī)制改變?yōu)殡x異共析的轉(zhuǎn)變形式,“離異共析"的轉(zhuǎn)變形式是將奧氏體直接轉(zhuǎn)變成球狀珠光體,轉(zhuǎn)變時間大為縮短、
[2]。文中鑒于商異共析原理的實(shí)驗(yàn)研究,分析等溫退火快速球化工藝參數(shù)對GCr15球化組織和性能的影響,提岀GCr15軸承鋼快速球化退火的工藝參數(shù)
目前多數(shù)冶金企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中對GCr15軸承鋼采用雙相區(qū)等溫球化退火工藝,這種工藝易于控制,但球化時間長,處理時間長達(dá)22h。為改進(jìn)傳統(tǒng)工藝,在RX2-36-10型貫通箱式電阻爐上對GCr15軸承鋼進(jìn)行快速球化退火處理(見圖1-24)。其工藝周期可縮短至16h。
采用兩種組織形態(tài)的熱軋鋼材(均為合格產(chǎn)品)進(jìn)行球化退火工藝的對比試驗(yàn),含有較多網(wǎng)狀碳化物且珠光體片層相對粗大的熱軋鋼材編號為A,含有網(wǎng)狀碳化物少的細(xì)片狀珠光體組織熱軋鋼材編號為B,試樣的尺寸為d10mm×10mm。將試樣分別經(jīng)過等溫球化退火(多數(shù)冶金企業(yè)的現(xiàn)行工藝,全程用時約2h)、周期球化退火(全程用時約16h)、快速球化退火(如圖1-24所示,全程用時約16h)的處理,按照GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》對GCr15軸承鋼退火材料的要求,檢驗(yàn)金相組織等,其顯微組織應(yīng)為2~4級、碳化物網(wǎng)應(yīng)達(dá)到2.5級。表1-15所列為幾種退火工藝處理后的顯微組織及硬度檢測結(jié)果。由表1-15可見,對于熱軋鋼材B,無論哪種工藝,均滿足要求,經(jīng)快速球化退火獲得的滲碳體顆粒更加均勻細(xì)小,并且碳化物的網(wǎng)狀僅為0.5級;對于熱軋鋼材A,無論哪種工藝,退火后網(wǎng)狀級別都不能滿足要求,但快速球化退火工藝基本接近于要求。等溫退火處理件的顯微組織不合格,而周期退火和快速球化退火工藝。
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