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改善轴承钢碳化物不均匀性的工艺研究

许洪波  
【摘要】:轴承钢中碳化物的均匀性对轴承的力学性能及在反复冲击载荷下的寿命有直接影响,当高碳铬轴承钢中存在网状碳化物时,会增加钢的脆性,降低轴承零件的寿命。本文针对抚顺特钢连轧厂生产的GCr15钢材网状碳化物合格率低的现状,对冶炼、浇注过程中碳化物不均匀性的影响因素、控轧控冷及球化退火工艺对钢材组织及性能的影响进行了系统的研究,取得了如下结论: (1)钢锭的化学成分偏析是形成网状碳化物的主要原因。为降低成分偏析,应把碳、铬含量控制在标准的下限;选用凝固速度慢的锭型进行浇注;对钢锭或钢坯进行高温均匀化退火,以消除网状碳化物。 (2)电磁搅拌能够加快消除钢水过热的速度,将中心偏析控制在一定的范围内,对增加等轴晶、改善连铸坯致密度极为有效,且随过热度、拉速的降低效果更加明显。 (3)GCr15的最佳控轧控冷工艺为:钢坯加热温度为1070℃,终轧温度为850-900℃,经过两次强制冷却后,钢材表面返红温度控制在630-640℃。通过控轧控冷,钢材可以得到细片层结构的珠光体、伪珠光体和薄的网状碳化物。 (4)控轧控冷工艺参数直接影响GCr15球化退火前的预组织状态,改变网状碳化物颗粒的大小及其分布,降低网状碳化物级别,能改变珠光体球团直径大小,减少珠光体的片层间距尺寸,并可形成变态珠光体和索氏体,有利于快速球化,缩短球化退火时间。 (5)随着球化退火时间的增加和加热温度的升高,GCr15内部组织中网状碳化物变少,球化退火后的组织更加细密均匀,球状碳化物越来越多,碳化物颗粒很细小弥散地分布在基体中。最佳的球化退火工艺为:加热温度为820℃,并在725℃下保温4小时。


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