GCr15SiMn钢碳化物均匀性控制及其机理研究

发布时间：2017-12-15 06:23

  本文关键词：GCr15SiMn钢碳化物均匀性控制及其机理研究

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【摘要】：轴承钢是特殊钢中产量最大,质量要求极为严格的钢种。一直以来,GCr15以其价格低廉、加工工艺简单和综合性能良好等优点而成为世界上使用最为广泛的轴承钢品种。但GCr15淬透性低,只适合制作小尺寸轴承零件。为了适应装备制造等行业对大规格轴承的需求,人们开发了GCr15Si Mn、GCr15Si Mo等高淬透性轴承钢钢种,其中,GCr15Si Mn因为成本相对较低,成为用量仅次于GCr15的轴承钢品种。因此,研究开发高品质轴承钢GCr15Si Mn具有重要实际意义及广阔的应用前景。本论文所做工作重点是解决GCr15Si Mn钢在加工过程中碳化物均匀性控制问题。碳化物均匀性控制主要体现在两个方面:对原始组织(球化退火前)中碳化物液析、碳化物带状和碳化物网状的控制以及对球化退火态(或最终淬回火态)球状碳化物颗粒的大小、间距及形态的控制。课题以马钢特钢公司生产的GCr15Si Mn钢为实验材料,针对GCr15Si Mn轴承钢中各种碳化物不均匀性的形成特点,开展了一系列试验研究:利用钻孔取样法分析了连铸坯横截面碳元素分布情况,利用金相和扫描表征了铸态共晶碳化物的精细结构并对其消除方法作了初步探讨;在Gleeble热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了形变温度对GCr15Si Mn钢的组织及网状碳化物的影响;探讨了退火时间对GCr15Si Mn钢球化退火质量的影响,并提出了合适的等温球化退火工艺;探讨了快速循环淬火处理对GCr15Si Mn钢组织和性能的影响。研究结果表明:采用复合电磁搅拌、低过热度浇铸可以减轻碳中心偏析;相当一部分铸态共晶碳化物是以Al2O3、Mn S、Ti N等非金属夹杂物为核心形成;采用充分的均匀化退火,可消除液析;GCr15Si Mn钢终轧温度控制在800~850℃时,能够有效改善网状碳化物;GCr15Si Mn钢经790℃保温1-6h,然后在720℃等温1-6h的球化退火,可获得球化质量良好的组织;采用830℃×2min的快速循环相变处理可以使GCr15Si Mn钢的组织均匀,晶粒细化1~2级,冲击韧性提高40%~130%,两次以上的处理可使硬度达到或超过常规淬、回火处理的硬度水平。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG161

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本文编号：1290957