GCr15轴承钢加热温度与碳化物的溶解扩散

为消除轴承钢中碳化物液析,改善带状组织,进行了加热温度与碳化物溶解扩散之间的关系研究,确定了GCr15轴承钢比较合理的加热温度和保温时间,并将试验结果实施于现场.实际应用结果表明,在现有加热能力的条件下,将加热温度提高到1200～1280℃,保温时间在3 h以上,可使碳化物带状级别控制在2级以下,碳化物液析得到消除.     

高温回火对GCr15SiMn轴承钢组织和力学性能的影响

研究了500℃以上高温回火对GCr15SiMn轴承钢组织形貌和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,试验钢的强度和硬度下降,塑性和韧性上升;在高温回火过程中,淬火马氏体的形态逐渐消失,碳化物聚集长大,强度和硬度下降,塑性升高。这是由于碳化物的长大对位错的钉扎作用减弱,而大颗粒的碳化物可以阻碍裂纹的扩展,使断裂的解理面减小,韧性得到改善。碳化物是影响力学性能的重要因素。     

回火温度对GCr15轴承钢组织和性能的影响

GCr15钢在轴承中广泛使用,其回火温度对轴承使用性能有重要影响。研究了不同回火温度对GCr15轴承钢的硬度、残余奥氏体含量、表面残余应力的影响。结果表明：当GCr15的回火温度为165~300℃时,随着回火温度的升高,硬度HRC由61.7降到56.2,残余奥氏体含量由9.88%下降到3.26%,表面残余应力由706.8 MPa下降至382.2 MPa;其显微组织主要为针状马氏体、颗粒碳化物和少量的亚稳定相残余奥氏体,随着回火温度的提高,碳化物逐渐聚集并不断长大。该研究为GCr15钢低温回火工艺的制定提供参考。     

残留奥氏体含量对GCr15轴承钢摩擦磨损性能的影响

首先对GCr15轴承钢进行了不同温度的淬火和回火处理及淬火+深冷+回火处理,获得了残留奥氏体含量分别为6.2、11.2、17.5和26.4 vol%的GCr15轴承钢试样,随后采用重载往复摩擦磨损实验仪在干摩擦和油润滑条件下对试样进行摩擦磨损实验,研究了残留奥氏体含量对GCr15轴承钢滑动摩擦磨损性能的影响;利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线残余应力分析仪和洛氏硬度计等分析了GCr15轴承钢试样在不同状态下的组织、表面形貌和力学性能。结果表明：经不同工艺热处理后,GCr15轴承钢的组织都是由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成;随着残留奥氏体含量增加,GCr15轴承钢的表面硬度逐渐减小,残余压应力逐渐减小并趋于稳定;在干摩擦条件下,深冷处理试样的平均摩擦系数最小;在油润滑条件下,4组试样的平均摩擦系数相差不大且都低于0.08,在干摩擦和油润滑条件下,随着残留奥氏体含量升高,GCr15轴承钢的磨损率都是先升高再降低,在淬火温度为865℃时磨损率达到最大;经过深冷处理的试样的残留奥氏体含量最小,为6.2 vol%,其磨损率也最小,说明深冷处理能提高GCr15轴承钢的摩擦磨损性...     

石钢公司GCr15轴承钢棒材生产工艺实践

石家庄钢铁有限责任公司为进一步提高轴承钢质量,满足高端用户的需求,2005年采用两火成材工艺试生产GCr15轴承钢棒材,用220mm×300mm连铸坯在一轧厂开坯,小方坯经修磨检验后,送三轧厂轧制成材。对φ22mm圆钢两火成材与一火成材进行了对比,两火成材碳化物液析和碳化物带状级别明显降低。     

GCr15轴承钢热轧态组织形态对最终热处理后碳化物的影响

通过对3种GCr15轴承钢盘条的热轧态组织、球化组织和最终淬火回火组织中的碳化物粒度进行比较,研究了GCr15轴承钢热轧组织形态对碳化物分布的影响。结果表明,GCr15轴承钢的热轧组织中珠光体均匀细小、片层间距均匀,具有良好的强韧性,最终可获得不大于0.8μm碳化物比率为97%的粒度分布。     

PMO对GCr15轴承钢矩形坯心部微观组织及元素分布的影响

为了改善220 mm×260 mm矩形GCr15轴承钢铸坯心部组织,提高元素分布均匀性,以稳定轴承产品质量,在凝固过程中利用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术对铸坯进行处理.取样检测结果表明,相比未经过PMO技术处理的铸坯(对比坯),PMO处理坯的中心缩孔明显减小,凝固组织的初生相占比波动显著降低,C、Cr、Mn、Si元素...     

GCr15轴承钢棒线材的球化退火

结合国内外相关的研究和实际生产经验,探讨了GCr15轴承钢的球化机制和退火工艺。从退火质量稳定性角度出发,分析了GCr15轴承钢的3种主要球化退火方式。阐述了退火装备的进步对轴承钢球化退火质量提高的影响,提出了进一步改善轴承钢棒线材球化退火质量的措施。     

高温变形处理对GCr15轴承钢液析碳化物的影响

为了有效控制GCr15轴承钢中的液析碳化物,采用gleeble 1500热模拟实验和变形热处理实验,研究了高温变形对其液析碳化物溶解行为的影响。结果表明,GCr15轴承钢的热轧温度越高,液析碳化物越少。液析碳化物经过热轧破碎后可以在950℃快速溶解,碳化物均匀性显著改善。     

激光冲击强化对GCr15轴承钢微观组织和摩擦学行为的影响

目的 激光冲击强化处理后GCr15轴承钢实现表面纳米化,同时其力学性能和摩擦磨损性能得到显著改善。方法 采用激光冲击强化对GCr15轴承钢进行表面强化。使用三维形貌仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计、X射线残余应力分析仪(LXRD)以及摩擦磨损实验仪,对GCr15轴承钢经激光冲击强化处理后的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果 经过激光冲击强化处理后,GCr15轴承钢的位错密度增加,马氏体分布更加均匀且宽度下降,电子衍射花样呈连续的环状,说明有纳米晶组织生成;有效提高材料表面硬度,与原始试样相比,硬度提升了5.1%,并引入了大小为947 MPa左右、深度约为900 μm的残余压应力层;平均摩擦因数下降,磨痕宽度和深度都减小,磨损率的下降幅度为17%~21%,磨损机理以磨粒磨损为主,并伴随一定的黏着和氧化磨损,耐磨性得到提高。 结论 激光冲击强化使GCr15轴承钢的位错密度增加、马氏体碎化且碳化物数量增加、粒径下降;提高了GCr15轴承钢的硬度并在材料次表层构建了残余压应力层,残余压应力在滑动干摩擦过程中释放,马氏体晶粒细化和残余应力释放可有效提高GCr15轴承钢的耐磨性。     

磨削加工对GCr15SiMn轴承钢表面组织性能的影响

采用扫描电镜,电子背散射衍射、X射线衍射、显微硬度计及三维表面轮廓仪等对磨削加工后的GCr15SiMn轴承钢的显微组织、硬度、残余应力及物相进行了研究。结果表明:磨削后GCr15SiMn轴承钢表面的硬度远高于基体,并且残留奥氏体发生分解,表面呈现压缩残余应力。试样表层组织存在由于塑性变形引起的几何必须位错密度(GND)增加的现象,这是轴承钢表面硬度上升的主要原因。将轴承服役过程以及磨削加工后的组织性能变化进行对比,发现有相似之处。磨削加工引起的表层变化可能是诱发裂纹在表面萌生的原因。     

GCr15轴承钢在不同加热速率下的奥氏体转变研究

加热速率对GCr15轴承钢铸坯表面组织有较大影响。利用DIL805A热膨胀仪进行热模拟试验,通过分析GCr15轴承钢在连续加热过程中的热膨胀曲线,研究了不同加热速率下的奥氏体转变过程,分析了加热温度对奥氏体转变温度和奥氏体转变量的影响,分析了不同加热速率下奥氏体转变规律和大断面铸坯表面组织。结果表明:GCr15轴承钢中珠光体转变为奥氏体,温度范围约为760~810 ℃;(Fe,Cr)₃C_Ⅱ向奥氏体中的溶解,温度范围约为810~1 100 ℃;奥氏体的成分均匀化温度大于1 100 ℃。若GCr15大断面铸坯表面过热度大,相变后晶粒粗大,相对于内部组织其表面的耐磨性和抗疲劳性下降,且铸坯表面奥氏体浓度均匀性差,后续液析碳化物溶解过程受阻碍,碳化物溶解浓度不均匀,表面的组织性能受到影响。根据J-M-A方程,计算了模型参数,GCr15轴承钢激活能Q约为7.156×10⁵ J/mol,n=0.52,k₀=75。     

GCr15盘条裂纹产生原因分析和研究

针对包钢集团公司长材厂生产的GCr15盘条轧后存在裂纹的问题,采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜等仪器对裂纹进行了观察和分析。结果表明：夹杂物的存在是导致裂纹形成的主要原因,通过夹杂物的控制、铸坯均热模式的改进及提高表面质量,可减少或避免GCr15热轧盘条表面裂纹的产生。     

高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响

在高频淬火态GCr15轴承钢切削过程中施加高能脉冲电流,研究了高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响。结果表明,在脉冲电流的作用下,主切削力、轴向表面粗糙度、表面硬度以及刀具磨损状况都显著降低。对高频淬火态GCr15轴承钢而言,脉冲电流的电致塑性效应与焦耳热效应能够促进位错运动,从而在较低温度与较短时间内达到回火效果,提高材料表面塑性变形能力,有效改善其切削加工性能。     

GCr15钢球阀的深冷处理工艺

对GCr15钢球阀经不同液氮保温时间和不同升温速度的深冷处理后的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明：深冷处理可促使残留奥氏体转变为马氏体,细化组织并析出微细碳化物,提高GCr15钢球阀的综合力学性能。经深冷处理后残留奥氏体含量由16.74%降为0.40%～9.75%,表层残余应力由-98 MPa压应力变为252 MPa拉应力,耐磨性提高105～146%,硬度提高1.70～4.43%。液氮浸泡时间少于4 h时,随浸泡时间延长,磨损量减小、冲击吸收能量和硬度有所提高;超过4小时,随浸泡时间延长,磨损量和硬度变化不大,冲击吸收能量将减小。此外,升温速度越快,硬度、冲击吸收能量和磨损量均有提高。当液氮保温时间大约为4 h,深冷处理后的升温速度控制在0.5℃ / min左右时,GCr15钢球阀残留奥氏体可控制在10%左右,获得良好的综合力学性能。     

周期球化退火对GCr15轴承钢组织及力学性能的影响

采用组织观察和力学性能测定,研究了周期球化退火工艺对GCr15轴承钢球化组织和力学性能的影响.结果表明,球化退火处理的周期数与试验钢的显微组织及力学性能间存在明显的依存关系,经过3周期球化退火工艺处理后,钢的显微组织均匀,渗碳体颗粒比较细小,具有较高的强度、良好的翅性和加工成形性,可大幅度缩短球化退火时间,显著提高生产效率.     

控锻控冷工艺对GCr15轴承钢组织演变规律的影响

采用微观组织表征的方法对比研究了GCr15轴承钢在传统工艺和控锻控冷工艺下的组织和网状碳化物分布的演变规律,并统计和分析了不同工艺下的晶粒度和残留奥氏体含量的变化规律。结果表明,GCr15轴承钢经控锻控冷工艺处理后,GCr15钢中粒状珠光体组织相对更细小,淬回火组织基体中的C元素分布更为均匀,同时洛氏硬度提高0.7 HRC;残留奥氏体含量降低;碳化物颗粒尺寸细化,平均颗粒尺寸减小40%以上,同时抑制粗大碳化物网状的形成;可使奥氏体晶粒度细化2级以上。     

镁铝合金处理GCr15轴承钢夹杂物的变质

分别采用3种不同镁含量的镁铝合金对GCr15轴承钢液进行了夹杂物变质处理，分析了实验过程中全氧值的变化，并利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了试样中夹杂物的尺寸、形貌和化学成分。结果表明：经镁铝合金处理后，GCr15轴承钢中的全氧值显著降低，夹杂物由大尺寸、形状不定的氧化铝颗粒转变为尺寸细小、球形的镁铝尖晶石颗粒。含镁量为16．55％的3。镁铝合金夹杂物变质效果最明显，钢中夹杂物多为镁铝尖晶石和氧化镁，其中96．23％的夹杂物直径小于3μm。因此，镁铝合金夹杂物变质处理有利于改善轴承钢浇注和提高轴承钢疲劳寿命。     

脉冲磁场对GCr15钢球化退火过程中碳化物析出的影响

研究了GCr15轴承钢在单一温度场和磁-热耦合场条件下球化退火时离异共析转变过程中碳化物的析出行为。采用扫描电镜观察不同条件下析出碳化物的形貌,使用维氏硬度计测试不同条件下试样的硬度。结果表明,脉冲磁场有利于GCr15轴承钢离异共析转变过程中碳化物的形成,析出碳化物的等效直径由0～0.2μm长大到0.6～0.8μm。动力学分析认为,磁-热耦合场促进碳原子扩散,加速碳化物的析出。