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高碳铬轴承钢棒材轧后操控冷却与疾速球化工艺

来源:海力轴承网时间:2017-11-14

　　1　实验办法
　　高碳铬轴承钢棒材轧后操控冷却与疾速球化工艺
　　实验是在正常出产轧制条件下进行的；实验用料为GCr15轴承钢；化学成分　　注：实验用钢为Φ55mm圆钢.
　　在正常轧制条件下；Φ50mm GCr15轴承圆棒材切成定尺后横移；经一次和二次水冷器的疾速冷却.钢材开端水冷时；最低温度为860～870 ℃；最高温度为920 ℃左右.圆钢经2次快冷的断面温度曲线如图1所示.圆钢外表温度为920 ℃时进入1#水冷器；出水冷器外表温度下降到400～500 ℃；经必守时刻后；钢温返红到600～700 ℃；进入2#水冷器进行二次冷却.出2#水冷器钢材外表温度通常在400～460 ℃；经辊道到搜集台钢温回升到550～650 ℃；然后钢温下降.实验成果标明；每次在水冷器中快冷时；钢材外表温度不该低于300 ℃；以避免在钢材外表构成马氏体安排.
　　同一轧制工艺准则所轧制的空冷材和操控冷却材在接连退火炉中退火或模仿接连退火准则进行球化退火.并进行安排和功能比照.　　2　实验成果与剖析
　　2。1冷却水压与钢材返红温度对安排的影响
　　Φ50mm圆棒材水冷后的外表最高返红温度与冷却水水压联系如图2所示(885 ℃开端水冷).当走钢速度必守时；随冷却水水压的加大；钢材返红温度下降；冷却才能加大.
　　实验成果标明；当钢温为885 ℃开端快冷时；仅选用一次快冷；其钢材返红温度到达780 ℃；经金相与电镜查验；能够看到在圆断面的边部和1/4直径处得到片状和反常珠光体和少数网状碳化物；而中间部位则为细片状珠光体及网状碳化物.通过二次快冷的轴承钢棒；返红最高温度为630～660 ℃；其边部和直径1/4处为反常索氏体和一些球状或半球状的碳化物.单个当地有极细极薄的网状碳化物.心部安排为断续的细片状珠光体、索氏体、有少数细的网状碳化物.
　　2。2冷却水压对轴承钢棒材网状碳化物的影响
　　以Φ55mm轴承钢圆棒材为例；870 ℃开端快冷随水压添加；金相试样网状碳化物等级下降；但改动不大.网状碳化物等级均小于2。5级(YJZ-84)；网状通常在心部呈现.
　　2。3开端冷却温度对棒材网状碳化物的影响
　　实验标明；随开端冷却温度进步；网状碳化物等级下降；在875 ℃温度以上；开端冷却温度对网状碳化物分出影响不太显着；这是因为在变形条件下轴承钢中网状碳化物分出温度在960～700 ℃之间；在高温时分出数量比拟少；至700～750 ℃温度规模；碳化物分出最为剧烈.若是从较高的轧后钢材温度快冷；就能够按捺在这一温度区间的碳化物分出.
　　因而；如轧后当即进行一次水冷；将棒材冷却到800 ℃以上；能够避免晶粒长大；进一步细化变形奥氏体晶粒.因为变形促进碳化物分出温度Arcm进步；经快冷后使Arcm温度下降；使碳化物分出数量削减.一起因为奥氏体晶粒细化；使碳化物分出涣散、变薄.再进行二次快冷时；可将钢温下降至650 ℃以下；则能够阻碍网状碳化物进一步分出.
　　若是一次疾速冷却后返红温度正处在碳化物剧烈分出的温度区间；又没有当即进行二次冷却；使钢棒在这一温度区间慢冷；则会得到粗大的网状碳化物安排.
　　2。4轧后疾速冷却的中止温度对网状碳化物等级的影响
　　轧后疾速冷却的中止温度是极为重要的工艺参数；它决议了不一样断面尺度钢材的冷却后的本身返红温度的凹凸.在轧制Φ34～55mm轴承钢棒材轧后快冷到外表温度为450～500 ℃比拟适宜；经返红后其钢温能够操控在550～650 ℃规模；然后空冷；能够得到比拟抱负的安排.
　　大断面的圆钢有必要选用屡次冷却工艺；一起在两次水冷之间应相隔必守时刻；到达钢材外表返红的意图；并为下一次冷却做准备；返红温度的凹凸取决于所需求的操控冷却工艺准则.
　　例如轧制Φ55mm GCr15轴承钢棒材；当开端冷却温度为893 ℃；经一次冷却后钢材返红温度为690 ℃；二次冷却后返红温度为640 ℃.钢材在893～700 ℃之间冷却速度较快；表里温差较.种屏颂蓟镂龀.轧后试样的网状碳化物等级为2。5级；而且表里比拟均匀.另一轧件开端冷却温度为925 ℃；经一次水冷后返红温度为760 ℃；二次水冷后最高返红温度为680 ℃；因为在一次水冷到二次开冷间在700～760 ℃逗留必守时刻；正处在碳化物剧烈分出温度；因而沿断面的网状碳化物等级均到达4级.
　　2。5操控冷却工艺对球化退火工艺的影响
　　轧后当即快冷的意图除了下降网状碳化物等级外；另一重要意图是避免变形后的奥氏体晶粒长大；相变后构成粗大珠光体球团；一起增大过冷度下降Arcm和Ar1的温度；以削减珠光体的片层间隔尺度；并可构成退化珠光体和退化索氏体；有利于疾速球化；缩短球化退火时刻.
　　实验中研讨了GCr15轴承钢操控冷却材和空冷材球化退火工艺；并进行了比拟.
　　球化退火所用操控冷却材是选用不一样控冷条件下的钢材作为实验料以及空冷实验料；其控冷工艺如下：
　　(1) 经二次水冷后返红温度分别为630 ℃、640 ℃和660 ℃3种控冷材.
　　(2) 经一次水冷后返红温度为780 ℃水冷材.
　　(3) 空冷材.
　　以上3类钢材其轧制工艺一样；球化退火实验是在98m长的接连退火炉中；按不一样走钢速度进行球化退火.为了改动球化退火的各段温度准则；用箱式电加热炉；按接连式加热炉的各段温度准则及不一样走钢速度模仿接连炉球化退火工艺.炉内走钢速度分别为3m/h、4m/h、5m/h、6m/h和7m/h.
　　实验成果可见；空冷材在大于4m/h走钢速度球化退火不能得到合格球化安排.选用返红温度为630 ℃的操控冷却材；其走钢速度从5m/h到7m/h进行球化退火却能够得到合格球化安排(2～2。5级).相反；若是仍按3m/h走钢速度对水冷后钢材进行退火时；其球化安排粗化；到达3。5～6级.水冷后返红温度高于640 ℃时；走钢速度大于5m/h；球化后球化安排不合格(小于2级).实验标明；水冷材球化退火时刻比空冷材的球化退火时刻显着缩短.
　　实验计划中；将球化退火的加热温度由820 ℃降到800 ℃；而且将炉尾690 ℃、660 ℃两段缩短逗留时刻；由本来每段1h 37min缩短到39min.加速冷却速度.当走钢速度为5m/h；总退火时刻为6h 38min，走钢速度为6m/h总退火时刻为5h 38min，走钢速度为7m/h；总退火时刻为4h 46min.
　　成果标明；空冷材以5m/h以上走钢速度球化退火安排都在2级以下；一次冷却后的水冷材仅以5m/h走钢速度球化退火的球化安排为2级.而二次冷却后的水冷材以6m/h走钢速度球化退火仍可得到合格的球化安排.返红温度为630 ℃的退火前预安排较好；即便以7m/h走钢速度球化；球化安排也为2级.
　　因为轧后操控冷却材的安排为反常索氏体和片层间隔比拟薄的珠光体.在球化退火时碳原子分散旅程短；碳化物简单溶断；溶断后残存的碳化物质点数目多；为降温进程碳化物分出供给了更多的部位；就能够选用较疾速度冷却.一起；片层间隔.阒涞慕缑嫦嘤υ龆啵唤缑婺茉黾樱灰财鸬郊铀僭永┥患铀偾蚧嘶鸬淖饔.轧后操控冷却材中；珠光体中渗碳体呈断续状；乃至成为半球状；有利于球化进程；缩短球化时刻.
　　2。6操控冷却对轴承钢棒材功能的影响
　　操控冷却材和空冷材退火后的硬度随球化走钢速度的进步而升高；如图3所示.　　在同一走钢速度条件下；操控冷却材比空冷材硬度下降；因为随走钢速度进步；退火时刻缩短；钢材球化安排等级下降；所以钢材的硬度升高；而操控冷却材比空冷材简单球化；一样退火时刻；操控冷却材退火后球化安排等级比空冷材等级高.碳化物颗粒巨细均匀；散布弥散；所以操控冷却材的硬度低.
　　操控冷却材的触摸疲惫寿数比空冷材的高；表2中给出Φ50 mm GCr15轴承钢水泠和空冷退火材的触摸疲惫寿数比照成果.
　　因为Φ50mm轴承钢水冷后退火材的碳化物颗粒比空冷后退火材的碳化物颗粒细微均匀；前者直径为0。53μm,而后者为0。63μm而碳化物颗粒均匀间隔分别为1。28μm和1。34μm.
　　3　定论
　　GCr15轴承圆钢；直径在Φ34～55mm规模内；选用适宜的轧后疾速冷却工艺；能够下降网状碳化物等级；使其小于2。5级.缩短球化退火时刻可获得契合YJZ-84规范的2～3级球化安排；所以；大断面轴承钢棒材选用轧后快冷工艺和疾速球化退火工艺；无论从理论上或理论上都标明是一种领先的轧制出产工艺；应加以推行.

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