氮對(duì)GCr15軸承鋼高溫力學(xué)性能的影響

研究了球化退火和固溶+高溫回火兩種預(yù)熱處理工藝對(duì)gcr15軸承鋼淬火組織、硬度、沖擊韌性和抗拉強(qiáng)度的影響.結(jié)果表明,兩種預(yù)處理工藝都明顯地細(xì)化了碳化物顆粒,其中經(jīng)固溶+高溫回火預(yù)處理的軸承鋼具有較好的碳化物細(xì)化效果和細(xì)小晶粒的終處理組織,并獲得了較高的硬度和抗拉強(qiáng)度值.在預(yù)處理都為球化退火工藝、終處理回火溫度不同時(shí),經(jīng)較低回火溫度(160℃)處理的軸承鋼可獲得良好的強(qiáng)韌性能.

gcr15鋼管/gcr15軸承鋼 是的0635-880884515965232156 耐磨鋼板，彈簧鋼板，合金鋼板，橋梁鋼板，容器板，高強(qiáng) 板，低合金鋼板，碳素鋼板，冷軋鋼板， 名稱邊長(zhǎng)（mm）壁厚(mm) 16*1620*2025*2530*3032*3235*3538*38 40*4045*4550*5060*6070*7075*7580*80 85*8590*9095*95100*100105*105110*110120*120 130*130135*135140*140150*150160*160175*17518 0*180 190*190200*200220*220240*240250*250260*26028 0*280 300*300320*320340*340360*360

軸承鋼棒材軋后溫度較高導(dǎo)致的網(wǎng)狀碳化物析出嚴(yán)重影響我國(guó)高質(zhì)量軸承鋼生產(chǎn).在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)gcr15軸承鋼進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了不同控冷工藝參數(shù)對(duì)gcr15軸承鋼二次碳化物的析出和珠光體轉(zhuǎn)變的影響.研究表明,gcr15軸承鋼經(jīng)980℃高溫變形后快速冷卻,隨著冷卻速度的增加,晶界處二次碳化物由半網(wǎng)狀分布、短棒狀分布到最后彌散析出,珠光體球團(tuán)直徑和片層間距減小,并有退化珠光體生成.軸承鋼中退化珠光體組織的出現(xiàn),是由于其熱變形后快速冷卻,抑制了先共析碳化物在冷卻過(guò)程中的過(guò)早析出造成的.較合理的冷卻工藝是gcr15軸承鋼高溫變形后快速冷卻到700℃,再以3℃/s的冷卻速度進(jìn)行冷卻.

為實(shí)現(xiàn)奧氏體再結(jié)晶控制軋制,根據(jù)石鋼30t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的gcr15軸承鋼再結(jié)晶圖,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)1150～910℃14道次軋制φ35mm圓鋼的工藝制度,通過(guò)gleeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)gcr15連鑄坯切取的試樣進(jìn)行1150～910℃6道次的模擬試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)累計(jì)變形量82%,試樣的再結(jié)晶率達(dá)91%,晶粒度為6級(jí)。若提高φ530mm軋機(jī)的實(shí)際軋制的壓下量,使累計(jì)變形量由52%提高至60%,可使φ35mmgcr15軸承鋼的晶粒進(jìn)一步細(xì)化。

gcr15軸承鋼淬回火金相檢驗(yàn) gcr15鋼是鉻軸承鋼中最具有代表性的，使用量占軸承鋼的絕大 部分。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈套、外圈套、滾動(dòng)體(滾珠、滾柱、滾錐 或滾針)和保持器等部分組成。軸承鋼主要用來(lái)制造軸承的內(nèi)外圈套 及滾動(dòng)體。其工件淬回火金相檢驗(yàn)的依據(jù)是jb/t1255-2001《高碳鉻 軸承鋼滾動(dòng)軸承零件熱處理技術(shù)條件》(以下簡(jiǎn)稱為：標(biāo)準(zhǔn))。 實(shí)踐中如何在標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下分析、檢驗(yàn)樣品的質(zhì)量，在幫助企 業(yè)進(jìn)行檢驗(yàn)小型軸承淬回火工件的工作中我們積累了一些經(jīng)驗(yàn)。同 時(shí)，結(jié)合理論知識(shí)的收集、整理，又對(duì)gcr15鋼軸承零件的馬氏體淬 回火金相檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了一些總結(jié)、分析，在此與同行進(jìn)行交流。 1.淬回火馬氏體級(jí)別的鑒定 gcr15屬于過(guò)共析鋼，預(yù)先熱處理是球化退火。gcrl5正常的淬火 溫度為：830～860℃，奧氏體中溶解有wc=0.5%～0.6%，以及 wcr=0.8%

針對(duì)石鋼60tld-lf-vd-cc生產(chǎn)工藝,通過(guò)開(kāi)發(fā)高碳低氧出鋼、控制ld出鋼下渣量、lf到位白渣技術(shù)、軸承鋼專用精煉造渣工藝、分階段吹氬工藝、優(yōu)化連鑄工藝等系統(tǒng)控制技術(shù),使gcr15軸承鋼平均全氧含量(t[o])明顯降低,平均t[o]從原工藝的9.6×10~(-6)降低到6.34×10~(-6),t[o]≤7×10~(-6)的爐數(shù)占到總爐數(shù)的82.8%,工藝改進(jìn)效果顯著。

介紹杭鋼紫金棒材線gcr15軸承鋼圓鋼生產(chǎn)工藝,通過(guò)多次試生產(chǎn),運(yùn)用擴(kuò)散退火和控軋控冷手段控制碳化物液析、網(wǎng)狀級(jí)別。

規(guī)范的表面處理-堿浸、酸洗和活化處理是gcr15鋼盤條形成完整、致密磷化膜的基礎(chǔ)。通過(guò)控制磷化液總酸度和游離酸度比5.5～7.5,磷化溫度70～80℃,采用硬脂酸鈉皂化處理,溫度90℃,時(shí)間20min,可得到優(yōu)質(zhì)磷化膜和皂化膜,利于盤條的冷加工。

通過(guò)提高gcr15軸承鋼10mm線材預(yù)精軋溫度的工業(yè)試驗(yàn),得到了網(wǎng)狀碳化物少的細(xì)片狀珠光體組織,利用實(shí)驗(yàn)室熱模擬的方法對(duì)工業(yè)試驗(yàn)現(xiàn)象做了進(jìn)一步分析。結(jié)果表明:當(dāng)預(yù)精軋溫度為944℃時(shí),試驗(yàn)鋼網(wǎng)狀碳化物析出時(shí)恰好處于快速冷卻階段,故其析出得到抑制,球化退火后滲碳體顆粒均勻細(xì)小,網(wǎng)狀級(jí)別可降低至1.5級(jí),布氏硬度為202.72,強(qiáng)韌性能均較高,滿足gb/t18254-2002《高碳鉻軸承鋼》和實(shí)際生產(chǎn)對(duì)gcr15軸承鋼退火材的要求。

為消除軸承鋼中碳化物液析,改善帶狀組織,進(jìn)行了加熱溫度與碳化物溶解擴(kuò)散之間的關(guān)系研究,確定了gcr15軸承鋼比較合理的加熱溫度和保溫時(shí)間,并將試驗(yàn)結(jié)果實(shí)施于現(xiàn)場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明,在現(xiàn)有加熱能力的條件下,將加熱溫度提高到1200~1280℃,保溫時(shí)間在3h以上,可使碳化物帶狀級(jí)別控制在2級(jí)以下,碳化物液析得到消除。

計(jì)算了mg對(duì)gcr15軸承鋼中al_2o_3夾雜物進(jìn)行變質(zhì)的熱力學(xué)條件,得出當(dāng)[als]為0.03%時(shí),鋼中存在2.0×10~(-6)%mg即能對(duì)al_2o_3夾雜起變質(zhì)作用,生成mgo·al_2o_3。通過(guò)mosi_2電阻爐對(duì)1kg軸承鋼水插入1g含16.55%mg的鎂鋁合金粉,試驗(yàn)mg對(duì)al_2o_3夾雜的變質(zhì)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加mg后,鋼中≥10μmal_2o_3夾雜轉(zhuǎn)變成細(xì)小、球形鎂鋁尖晶石夾雜,其中≤5μm夾雜占99.46%,其余為5～10μm夾雜。

利用碳化物的金相形貌、數(shù)量、大小、分布及圓整度表征試驗(yàn)鋼的球化質(zhì)量,通過(guò)不同的熱處理制度研究高純凈gcr15軸承鋼預(yù)備組織與退火工藝對(duì)碳化物球化質(zhì)量的影響。試驗(yàn)表明:優(yōu)良的預(yù)備組織適宜的退火制度有利于碳化物在短時(shí)間內(nèi)球化和細(xì)化,采用文中退火制度a,gcr15軸承鋼碳化物圓整度為0.087μm、平均粒徑為0.27μm,球化時(shí)間比傳統(tǒng)工藝減少3.5h。

分析了鐵水+廢鋼-100teaf-lf(vd)-cc生產(chǎn)的高純凈gcr15軸承鋼d類和b類夾雜物的組成,試驗(yàn)了精煉渣成分和vd吹氬攪拌對(duì)鋼中脆性?shī)A雜物含量的影響。結(jié)果表明,興澄特鋼gcr15鋼中大尺寸d類夾雜組成為o-al-ca-s、o-al-mg-ca-(s)和ti-n-cr;b類夾雜組成為o-al-ca、o-al-mg-ca;采用(%)40～60cao、20～40al_2o_3、5～12mgo、4～10sio_2精煉渣系,延長(zhǎng)vd吹氬攪拌時(shí)間,控制耐火材料質(zhì)量,使鋼中總氧含量≤8×10~(-6),可有效地控制鋼中大顆粒脆性?shī)A雜物,達(dá)到高純凈度技術(shù)要求。

應(yīng)用寬帶掃描技術(shù)對(duì)gcrl5軸承鋼進(jìn)行激光強(qiáng)化處理實(shí)驗(yàn),實(shí)測(cè)激光相變硬化區(qū)的硬度和深度。采用有限元軟件對(duì)激光強(qiáng)化過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。激光淬硬層顯微硬度分布主要與激光加熱時(shí)溫度場(chǎng)分布有關(guān),奧氏體化過(guò)程中滲碳體的溶解和奧氏體中碳的濃度決定了最終微觀結(jié)構(gòu)和表面硬度。表面溫度高、奧氏體化時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)及冷卻速率快導(dǎo)致了表面的高硬度。表面最高溫度接近熔化溫度時(shí),仍含有一定數(shù)量的未溶滲碳體。

對(duì)gcr15軸承鋼lf精煉過(guò)程各階段的鋼中氧及夾雜物含量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在現(xiàn)有工藝條件下,lf精煉15~20min時(shí)鋼中氧含量已降低到較低水平,lf精煉結(jié)束后軟吹時(shí)間控制15min左右較為合理;lf精煉結(jié)束及中間包鋼中大部分夾雜物尺寸在15μm以下;應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)澆鑄環(huán)節(jié)的控制,減少鋼水的二次污染。

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比較了不同的熱軋鋼帶生產(chǎn)工藝對(duì)最終冷軋鋼帶球化質(zhì)量的影響,并通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)了控制球化退火前的組織對(duì)獲取優(yōu)良的球化組織的重要性。

熱處理工藝 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱：金屬熱處理工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題目：gcr15軸承鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì) 院系：機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí)：材料成型及控制工程xxxx 學(xué)號(hào)：091101100 學(xué)生姓名：idealwang 指導(dǎo)教師：黃老師 熱處理工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目gcr15軸承鋼的熱處理工藝計(jì) 目錄 1熱處理工藝課程設(shè)計(jì)的目的--------------------4 2零件的技術(shù)要求及選材------------------------4 工作條件和技術(shù)要求-------------------------4 材料的選擇----------------------------

石鋼二軋廠為進(jìn)一步控制gcr15軸承鋼碳化物液析,采用150mm×150mm坯型、兩種加熱工藝制度生產(chǎn)<φ38mm、≥φ38mm規(guī)格鋼材,使軸承鋼的液析得到了控制,取得了明顯效果。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),探討了gcr15軸承鋼的球化機(jī)制和退火工藝。從退火質(zhì)量穩(wěn)定性角度出發(fā),分析了gcr15軸承鋼的3種主要球化退火方式。闡述了退火裝備的進(jìn)步對(duì)軸承鋼球化退火質(zhì)量提高的影響,提出了進(jìn)一步改善軸承鋼棒線材球化退火質(zhì)量的措施。

利用掃描電鏡(sem)對(duì)滲碳體?；罄鋮s至710℃保溫不同時(shí)間淬火的gcr15軸承鋼滲碳體的球化長(zhǎng)大行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明:滲碳體顆粒球化長(zhǎng)大由相變和ostwald熟化兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn),保溫時(shí)間少于240min時(shí)主要為相變機(jī)制,保溫時(shí)間多于240min時(shí)主要為ostwald熟化機(jī)制;滲碳體顆粒全面起動(dòng)ostwald熟化機(jī)制的臨界半徑γc為0.105μm;無(wú)論是相變機(jī)制還是ostwald熟化機(jī)制,晶界處滲碳體顆粒的平均長(zhǎng)大速率(0.0056μm/min)高于晶粒內(nèi)部滲碳體顆粒的平均長(zhǎng)大速率。

工藝課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：gcr15軸承鋼熱處理工藝設(shè)計(jì) 院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間： 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院（系）：教研室：材料科學(xué)與工程教研室 學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì) （論文） 題目 gcr15軸承鋼熱處理工藝設(shè)計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 要 求 與 任 務(wù) 一、課設(shè)要求 熟悉設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，概述相關(guān)零件的熱處理工藝，進(jìn)行零件 的服役條件與失效形式分析，提出硬度、耐磨性、強(qiáng)度等要求。完成工藝設(shè)計(jì)。 闡述gcr15軸承鋼退火、淬火、回火熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ)，選擇設(shè)備、儀表和 工夾具，闡述軸承熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求；闡明軸承熱處理常見(jiàn)缺陷 的預(yù)防及補(bǔ)救方法；給出所用參考文獻(xiàn)。 二、課設(shè)任務(wù) 1.軸承材料的選擇（要求在滿足工件使用性能的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)性和工藝 性，合理選擇材料）