GCr15钢的铁-奥两相区变形及离异共析转变研究

摘要

轴承钢的性能直接影响到轴承的的性能和使用寿命，GCr15轴承钢作为轴承钢的代表，应用广泛，在生产中球化处理对GCr15钢的后续加工和使用寿命的提高有很大的影响，但是传统的球化退火耗时耗力，而结合离异共析转变机制能大大缩短球化处理时间，提高生产效率。本文利用膨胀法首先测定了GCr15钢的膨胀曲线，确定了共析转变温度区间，通过Gleeble3500热模拟实验机对其在共析转变温度范围内的两相区进行变形，对离异共析转变工艺参数优化，并且对GCr15钢的快速球化工艺进行一定程度的研究。论文主要结论如下:
　　(1)根据GCr15钢测得的膨胀曲线，以0.5℃/s的速度加热和冷却时，经过在820℃奥氏体化保温5分钟后，其共析转变温度区间为737.28℃到673.85℃;而在850℃奥氏体化保温5分钟后，其共析转变温度区间为689.42到670.82℃。可见在不同奥氏体化条件下共析转变区间存在一定差异，在冷却阶段其共析转变温度范围在680℃到740℃左右。
　　(2)对GCr15钢在铁-奥两相区进行变形对碳化物析出有一定影响，在变形后没有适当保温则会使得碳化物以片状的形式析出，不利于碳化物的球化;但是在塑性变形后经过适当保温，则可以使碳化物以离异共析的转变方式得到球状碳化物组织，经过塑性变形球化耗时明显减少。在790℃保温5分钟后，以变形速率为1s-1变形40％，在720℃保温30分钟获得的球化较好，硬度达到205.1HV。
　　(3)在箱式炉中对GCr15钢进行快速球化处理，在790℃保温30分钟，炉冷到720℃保温90分钟时，球化效果最好，球状碳化物组织较为均匀，硬度达到了198.6HV(测试得到布氏硬度为185HBW)，快速球化处理耗时约为133分钟。

目录

声明

摘要

1．1 高碳铬轴承钢的发展现状

1．1．1 高碳铬轴承钢的种类及发展现状

1．1．2 高碳铬轴承钢的质量要求

1．1．3 GCr15钢的概述与现状

1．2 高碳钢的离异共析转变与研究现状

1．2．1 离异共析转变机制

1．2．2 片状碳化物的球化机制

1．3 金属的塑性变形

1．3．1 变形过程中的组织变化

1．3．2 塑性变形对碳化物的影响与研究现状

1．4．2 GCr15轴承钢的传统球化退火处理

1．4．3 GCr15轴承钢快速球化工艺的研究现状

1．5 选题意义

1．6 主要研究内容

2．1 实验材料

2．2 实验设备

2．3 实验方法

2．3．1 共析转变临界点的测试实验

2．3．2 热模拟两相区变形实验

2．3．3 快速球化处理实验

2．4 分析测试方法

2．4．1 试样膨胀曲线的测定与两相区变形

2．4．2 试样加工

2．4．3 扫描电镜观察

2．4．4 硬度测试

第三章 GCr15轴承钢离异共析转变参数讨论与评价

3．1 实验原理

3．2 实验工艺过程

3．3 实验结果与分析

3．3．1 膨胀曲线的测定与分析

3．3．2 不同奥氏体化温度对组织的影响

3．4 本章小结

第四章 基于Gleeble-3500的两相区变形对碳化物球化的影响

4．1 前言

4．2 变形量对碳化物球化的影响

4．2．1 实验工艺过程

4．2．2 实验结果与分析

4．3 变形速率对碳化物球化的影响

4．3．1 实验工艺过程

4．3．2 实验结果与分析

4．4 本章小结

5．1 前言

5．2 粒状碳化物的长大机理

5．3 等温温度对碳化物形态的影响

5．3．1 实验工艺过程

5．3．2 实验结果与分析

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录