GCr15軸承鋼盤條磷化質(zhì)量的因素

gcr15軸承鋼淬回火金相檢驗 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。滾動軸承一般由內(nèi)圈套、外圈套、滾動體(滾珠、滾柱、滾錐 或滾針)和保持器等部分組成。軸承鋼主要用來制造軸承的內(nèi)外圈套 及滾動體。其工件淬回火金相檢驗的依據(jù)是jb/t1255-2001《高碳鉻 軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件》(以下簡稱為：標準)。 實踐中如何在標準的指導下分析、檢驗樣品的質(zhì)量，在幫助企 業(yè)進行檢驗小型軸承淬回火工件的工作中我們積累了一些經(jīng)驗。同 時，結合理論知識的收集、整理，又對gcr15鋼軸承零件的馬氏體淬 回火金相檢驗項目進行了一些總結、分析，在此與同行進行交流。 1.淬回火馬氏體級別的鑒定 gcr15屬于過共析鋼，預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%

針對石鋼60tld-lf-vd-cc生產(chǎn)工藝,通過開發(fā)高碳低氧出鋼、控制ld出鋼下渣量、lf到位白渣技術、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,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,通過多次試生產(chǎn),運用擴散退火和控軋控冷手段控制碳化物液析、網(wǎng)狀級別。

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

介紹了包鋼為實現(xiàn)一火成材生產(chǎn)gcr15軸承鋼盤條而采用φ180mm連鑄圓坯進行生產(chǎn)的工藝研究,包括粗軋機組孔型修改、加熱溫度制度、軋制工藝和控制冷卻參數(shù)的制定等方面。各檢驗結果表明,包鋼利用φ180mm連鑄圓坯生產(chǎn)gcr15軸承鋼盤條的工藝路線是正確的,產(chǎn)品性能全部符合gb/t18254-2002標準要求。

為消除軸承鋼中碳化物液析,改善帶狀組織,進行了加熱溫度與碳化物溶解擴散之間的關系研究,確定了gcr15軸承鋼比較合理的加熱溫度和保溫時間,并將試驗結果實施于現(xiàn)場。實際應用結果表明,在現(xiàn)有加熱能力的條件下,將加熱溫度提高到1200~1280℃,保溫時間在3h以上,可使碳化物帶狀級別控制在2級以下,碳化物液析得到消除。

利用光學顯微鏡、掃描電鏡(sem)、維氏硬度計以及thermo-calc和photoshop軟件對經(jīng)不同溫度奧氏體化、淬火后的gcr15軸承鋼試樣的顯微組織進行了分析研究。結果表明:720～750℃奧氏體化時,碳原子進行短程擴散,幾乎無奧氏體生成;755℃為奧氏體化的轉(zhuǎn)折點,碳原子進行長程擴散,奧氏體出現(xiàn);奧氏體化溫度為780℃時,不但珠光體中的滲碳體全部?；?先共析滲碳體也溶解碎斷,剩余滲碳體以細小彌散的顆粒狀分布在奧氏體基體中。

石鋼二軋廠為進一步控制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。

結合國內(nèi)外相關的研究和實際生產(chǎn)經(jīng)驗,探討了gcr15軸承鋼的球化機制和退火工藝。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步對軸承鋼球化退火質(zhì)量提高的影響,提出了進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)對滲碳體?；罄鋮s至710℃保溫不同時間淬火的gcr15軸承鋼滲碳體的球化長大行為進行研究。結果表明:滲碳體顆粒球化長大由相變和ostwald熟化兩種機制實現(xiàn),保溫時間少于240min時主要為相變機制,保溫時間多于240min時主要為ostwald熟化機制;滲碳體顆粒全面起動ostwald熟化機制的臨界半徑γc為0.105μm;無論是相變機制還是ostwald熟化機制,晶界處滲碳體顆粒的平均長大速率(0.0056μm/min)高于晶粒內(nèi)部滲碳體顆粒的平均長大速率。

對gcr15軸承鋼lf精煉過程各階段的鋼中氧及夾雜物含量進行了研究。結果表明,在現(xiàn)有工藝條件下,lf精煉15~20min時鋼中氧含量已降低到較低水平,lf精煉結束后軟吹時間控制15min左右較為合理;lf精煉結束及中間包鋼中大部分夾雜物尺寸在15μm以下;應進一步加強澆鑄環(huán)節(jié)的控制,減少鋼水的二次污染。

根據(jù)快速球化退火原理,從生產(chǎn)現(xiàn)場切取gcr15軸承鋼管試樣,按照不同的快速球化退火方案試驗。觀察其金相顯微組織,測定退火組織硬度,獲得最佳快速退火方案。球化時間縮短到7.2h,與傳統(tǒng)球化退火工藝相比節(jié)約能源20%以上。

軸承鋼棒材軋后溫度較高導致的網(wǎng)狀碳化物析出嚴重影響我國高質(zhì)量軸承鋼生產(chǎn).在熱模擬試驗機上對gcr15軸承鋼進行了試驗研究,分析了不同控冷工藝參數(shù)對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程中的過早析出造成的.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的冷卻速度進行冷卻.

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鋼的球化質(zhì)量,通過不同的熱處理制度研究高純凈gcr15軸承鋼預備組織與退火工藝對碳化物球化質(zhì)量的影響。試驗表明:優(yōu)良的預備組織適宜的退火制度有利于碳化物在短時間內(nèi)球化和細化,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,球化時間比傳統(tǒng)工藝減少3.5h。

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

分析了300mm×360mmgcr15軸承鋼鑄坯表面渣溝缺陷的原因,對連鑄工藝和結晶器保護渣的理化指標進行調(diào)整后,徹底解決了鑄坯表面的渣溝缺陷。

利用gleeble-1500d熱模擬實驗機應用熱膨脹法輔以金相法測定了gcr15鋼和gcr15n鋼的變形奧氏體動態(tài)cct曲線,研究了奧氏體連續(xù)冷卻時的相變行為及顯微組織,為制定合理的熱處理制度和控制冷卻工藝提供指導.

熱處理工藝 課程設計說明書 課程名稱：金屬熱處理工藝學 設計題目：gcr15軸承鋼的熱處理工藝設計 院系：機械工程學院 班級：材料成型及控制工程xxxx 學號：091101100 學生姓名：idealwang 指導教師：黃老師 熱處理工藝課程設計任務書 設計題目gcr15軸承鋼的熱處理工藝計 目錄 1熱處理工藝課程設計的目的--------------------4 2零件的技術要求及選材------------------------4 工作條件和技術要求-------------------------4 材料的選擇----------------------------

通過提高gcr15軸承鋼10mm線材預精軋溫度的工業(yè)試驗,得到了網(wǎng)狀碳化物少的細片狀珠光體組織,利用實驗室熱模擬的方法對工業(yè)試驗現(xiàn)象做了進一步分析。結果表明:當預精軋溫度為944℃時,試驗鋼網(wǎng)狀碳化物析出時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小,網(wǎng)狀級別可降低至1.5級,布氏硬度為202.72,強韌性能均較高,滿足gb/t18254-2002《高碳鉻軸承鋼》和實際生產(chǎn)對gcr15軸承鋼退火材的要求。

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

實驗用鋼gcr15(%:0.97～1.03c、1.43～1.59cr)用10kg真空感應爐熔煉,在充氬情況下,使用氮化硅向鋼中加0.1%～0.3%氮。通過gleeble-1500熱模擬試驗機對該鋼的鍛材在700～1150℃進行拉伸試驗,并用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡觀察斷口形貌和縱向組織。結果表明,氮在鋼中以固溶形式存在,隨氮含量增加,高溫下鋼的斷面收縮率有較大提升,峰值應力提升不明顯。

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,試驗了精煉渣成分和vd吹氬攪拌對鋼中脆性夾雜物含量的影響。結果表明,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vd吹氬攪拌時間,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夾雜物,達到高純凈度技術要求。