GCr15模具钢热处理工艺分析

系统地介绍了GCr15钢的化学成份，应用范围及热处理特点，重点讨论了GCr15钢的双液淬火、等温淬火及碳化物超细化淬火。     

GCr15钢水淬工艺初步探讨

合金钢,尤其是高合金钢一般不采用水淬。但当直径较大的合金钢工件用油淬保证不了一定的淬透性时,就应考虑用其它淬火介质。本文探讨了采用使用方便,没有污染的廉价的水作为轴承钢大尺寸工件的淬火介质的可行性。     

GCr15钢球化中不均匀组织的产生及其改良工艺

探索了GCr15钢Ac1f透烧球化退火工艺，通过在奥氏体化时适当降低温度、延长保温时间，消除了试验过程中出现的不均匀组织，获得了均匀细小弥散分布的球化组织。文章认为透烧时间应当根据生产的现场条件来决定，透烧加热不利于等温过程消除成分不均匀。     

奥氏体化温度对GCr15钢球化效果的影响

用管式炉对GCr15钢球化退火工艺进行模拟,研究了奥氏体化温度对碳化物球化效果的影响。利用XRD和TEM分析了碳化物的种类,采用电子探针观察了显微组织,并利用Image-Pro Plus和Photoshop软件对碳化物的平均直径,单位面积内的碳化物数目以及碳化物的平均粒间距进行了统计。结果表明,球化状态GCr15钢中的碳化物均为M3C。奥氏体化温度在760~880℃内变化时,随着奥氏体化温度的升高,碳化物的平均直径在0.35~0.45μm内先略微减小后逐渐增加,单位面积内的碳化物数目逐渐减少,碳化物的平均粒间距逐渐增加,试样的硬度逐渐减小。拟合发现,维氏硬度和单位体积内铁素体-碳化物的界面面积呈正比,拟合方程为HV=17.4S+190。为得到良好的球化组织,奥氏体化温度应控制在800℃左右。     

不同退火条件下GCr15钢组织演变的研究

利用光学电镜、SEM和图像处理软件,分析GCr15钢在不同热处理条件下的微观组织及碳化物形貌的变化规律。结果表明,GCr15钢的微观组织为碳化物和珠光体,珠光体片层间距为0.143μm,且无网状和带状碳化物出现;经退火一步工艺处理后,试验钢中碳化物分布较均匀;经退火二步工艺处理后,试验钢组织中碳化物个数最少,颗粒尺寸较a工艺大,且圆整度差;经退火三步工艺c处理后,碳化物颗粒大、数量多、圆整度好;比较3种工艺球化退火时间,一步工艺时间最短;因此一步工艺为最优工艺。     

等温淬火工艺对GCr15钢领组织和耐磨性的影响

用正交试验方法对奥氏体化温度、等温淬火温度及时间、回火温度等工艺参数进行优化分析,研究不同工艺参数下GCr15轴承钢钢领的组织及硬度的变化规律。结果表明,奥氏体化温度对GCr15轴承钢钢领硬度影响最大,等温淬火温度对硬度有一定影响,而等温淬火时间和回火温度对硬度的影响不明显;随着碳化物颗粒数量增加,尺寸减小,GCr15轴承钢钢领的硬度升高;当奥氏体化温度偏低时,易产生拉长或者不规则的碳化物颗粒;碳化物颗粒的平均尺寸小于0.35 μm时,其尺寸越大,数量越多,耐磨性越好;GCr15轴承钢钢领较优的等温淬火工艺参数为：奥氏体化温度855 ℃保温10 min,等温温度210 ℃保温45 min,回火温度180 ℃保温120 min。     

热处理工艺对GCr15钢碳化物球化效果的影响

分别采用常规球化退火、循环球化退火和1050℃高温固溶+700℃高温回火三种不同的预热处理工艺处理后,再用840℃淬火+150℃回火工艺处理了GCr15钢试样,研究了经上述三种工艺处理后GCr15钢试样的金相组织和硬度,分析了实验结果和球化机理。结果表明:GCr15钢试样经1050℃高温固溶+700℃高温回火+840℃淬火+150℃回火的热处理工艺,具有工艺过程简便、可操作性较强、生产周期较短、能耗较低和强韧性较好的特点,其热处理后的金相组织为回火马氏体+细小、圆整、比较均匀弥散分布的碳化物。     

GCr15钢等温淬火组织冲击韧性研究

本文试验研究了奥氏体化温度及等温淬火时间对GCr15钢冲击韧性(α_k)的影响,并对单一等温淬火和复合等温淬火进行了分析对比,结果表明,于860～880℃奥氏体化后进行充分等温淬火,比850℃油淬250℃回火能显著地提高其强韧性。     

GCr15轴承钢中渗碳体的奥氏体化行为研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计以及thermo-cale和photoshop软件对经不同温度奥氏体化、淬火后的GCr15轴承钢试样的显微组织进行了分析研究.结果表明:720～750℃奥氏体化时.碳原子进行短程扩散,几乎无奥氏体生成;755℃为奥氏体化的转折点,碳原子进行长程扩散,奥氏体出现;奥氏体化温度为780℃时,不但珠光体中的渗碳体全部粒化,先共析渗碳体也溶解碎断,剩余渗碳体以细小弥散的颗粒状分布在奥氏体基体中.     

GCr15钢组织超细化及其力学性能的研究

本文对GCr15钢采用快速加热循环淬火法实现了奥氏体晶粒的超细化。超细化工艺为830℃加热油淬,循环2～3次,晶粒度达15级以上,超细化处理后的力学性能与常规热处理相比,强度提高、冲击韧性和多冲寿命显著提高。     

GCr15钢轴承套圈的失效分析

ＧＣｒ１５钢制造的轴承套圈,内径φ２２０ｍｍ,高度Ｈ＝１５７ｍｍ,厚度ｂ＝１２ｍｍ。在轧钢机上运转１４天,套圈表面辊道出现桔皮状条带,凹凸不平,影响正常工作。检验证明,原材料碳化物呈带状,热处理组织不合格,回火后出现粗大马氏体,导致套圈变形,圆度超标引起的磨擦过烧现象。     

GCr15钢药物冲头的磨损和工艺改进

对GCr15钢药物冲头的磨损机制进行了研究。通过冲头在线生产，结合表面磨损形貌，分析了冲头磨损。试验表明：冲头在工作时，磨料与冲头刃口表面接触过程中使材料发生塑性损伤，从而产生显微裂纹，使刃口表面形成显微凹坑。冲头刃口主要为磨粒磨损机制。本文介绍了采用激光淬火和改进磨削加工工艺参数，提高了冲头的耐磨性。     

GCr15钢拉伸模的的热处理工艺改进

本文针对ＧＣｒ１５钢拉伸模的热处理工艺进行了深入的研究，通过选择适当的模具材料，采用预测模具热处理变形的方法，结合必要的切削加工来有效地控制模具的形状和尺寸精度。同时，利用合适的化学热处理工艺及最终热处理工艺，改变模具的内部组织结构，从而改善模具的使用性能，提高模具有使用寿命。     

改进淬火介质提高GCr15钢制轴承套圈淬火质量

我公司在 90年代初将氮基可控气氛铸链炉自动生产线应用于ＧＣｒ15钢制轴承套圈淬、回火。淬火介质主要用Ｎ32机械油。随着套圈尺寸的增大 ,有时出现淬火硬度严重不均和畸变等问题 ,采用今禹Ｙ15Ｔ快速淬火油添加剂对Ｎ32机械油进行改性处理后 ,解决了套圈硬度不均 ,有效地控制了畸变。我公司铸链炉生产线自 1993年投产至 1999年初已累计淬火工件 70 0 0余ｔ ,产品质量稳定控制在ＪＢ/Ｔ12 5 5 - 1991标准范围之内 ,淬火介质以Ｎ32机械油为主 ,冬季也部分补充Ｎ15机械油 ,对淬火介质除严格控制水分含量外未采取其他检测手段 ,多年来也未出现…     

论轴承疲劳寿命最佳的GCr15钢奥氏体化温度

本文结合试验结果阐明了奥氏体化温度对GCr15钢淬火组织(马氏体相的形貌、含碳量及残留奥氏体等),强韧性和轴承接触疲劳寿命的影响;最后得出能获得含碳量小于5％的板条马氏体,残留奥氏体约10％的830℃奥氏体化温度为最佳选择的结论。     

GCr15钢奥氏体化工艺对快速球化退火效果的影响

研究了快速球化退火的奥氏体化温度、保温时间以及双相区冷却速度对GCr15钢残留碳化物粒子的数量和分布形态的影响。根据"离异共析"的原理和奥氏体状态对残留碳化物粒子影响的研究结果,制定了GCr15钢的快速球化退火工艺。试验表明,GCr15钢经790℃×10 min奥氏体化,炉冷至720℃等温60 min炉冷快速球化退火后,其球化组织为2.5级,总退火时间为3.5 h,明显优于传统球化退火工艺。     

残余奥氏体对GCr15钢强韧性的影响

轴承钢经不同温度奥氏体以后，在Ｍｓ点下等温，可得到不同数量和形状的残余奥氏体（ＡＲ）；增加，钢的强韧性提高；块状ＡＲ在高应力作用下将大部分转变成马氏体，因而对改善钢的强韧性作用不大。     

热处理GCr15钢精细组织实验分析

GCr15钢经热处理后,获得了以下贝氏体为主,马氏体、少量残余奥氏体、碳化物为辅的B下/M复相组织。其中针状下贝氏体形貌类似于马氏体,贝氏体片条宽平均约1.62μm;马氏体为板条状与片状位错缠结在一起,厚度大致为0.2μm;ε碳化物呈短条状镶嵌在基体中,有规则地沿与铁素体主轴成55°～60°角的方向上呈排状分布,碳化物平均粒度约为0.43 mm;分布在板条马氏体间隙内和片状马氏体周围的薄膜条状残留奥氏体膜宽约15～30 nm。测试结果表明:B下/M复相组织的GCr15钢具有良好的综合力学性能。