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高碳鉻軸承鋼棒材軋后操控冷卻與疾速球化工藝
來源:海力軸承網 時間:2017-11-14
高碳鉻軸承鋼棒材軋后操控冷卻與疾速球化工藝
實驗是在正常出產軋制條件下進行的；實驗用料為GCr15軸承鋼；化學成分 注：實驗用鋼為Φ55mm圓鋼.
在正常軋制條件下；Φ50mm GCr15軸承圓棒材切成定尺后橫移；經一次和二次水冷器的疾速冷卻.鋼材開端水冷時；最低溫度為860～870 ℃；最高溫度為920 ℃左右.圓鋼經2次快冷的斷面溫度曲線如圖1所示.圓鋼外表溫度為920 ℃時進入1#水冷器；出水冷器外表溫度下降到400～500 ℃；經必守時刻后；鋼溫返紅到600～700 ℃；進入2#水冷器進行二次冷卻.出2#水冷器鋼材外表溫度通常在400～460 ℃；經輥道到搜集臺鋼溫回升到550～650 ℃；然后鋼溫下降.實驗成果標明；每次在水冷器中快冷時；鋼材外表溫度不該低于300 ℃；以避免在鋼材外表構成馬氏體安排.
同一軋制工藝準則所軋制的空冷材和操控冷卻材在接連退火爐中退火或模仿接連退火準則進行球化退火.并進行安排和功能比照. 2 實驗成果與剖析
2。1冷卻水壓與鋼材返紅溫度對安排的影響
Φ50mm圓棒材水冷后的外表最高返紅溫度與冷卻水水壓聯系如圖2所示(885 ℃開端水冷).當走鋼速度必守時；隨冷卻水水壓的加大；鋼材返紅溫度下降；冷卻才能加大.
實驗成果標明；當鋼溫為885 ℃開端快冷時；僅選用一次快冷；其鋼材返紅溫度到達780 ℃；經金相與電鏡查驗；能夠看到在圓斷面的邊部和1/4直徑處得到片狀和反常珠光體和少數網狀碳化物；而中間部位則為細片狀珠光體及網狀碳化物.通過二次快冷的軸承鋼棒；返紅最高溫度為630～660 ℃；其邊部和直徑1/4處為反常索氏體和一些球狀或半球狀的碳化物.單個當地有極細極薄的網狀碳化物.心部安排為斷續的細片狀珠光體、索氏體、有少數細的網狀碳化物.
2。2冷卻水壓對軸承鋼棒材網狀碳化物的影響
以Φ55mm軸承鋼圓棒材為例；870 ℃開端快冷隨水壓添加；金相試樣網狀碳化物等級下降；但改動不大.網狀碳化物等級均小于2。5級(YJZ-84)；網狀通常在心部呈現.
2。3開端冷卻溫度對棒材網狀碳化物的影響
實驗標明；隨開端冷卻溫度進步；網狀碳化物等級下降；在875 ℃溫度以上；開端冷卻溫度對網狀碳化物分出影響不太顯著；這是因為在變形條件下軸承鋼中網狀碳化物分出溫度在960～700 ℃之間；在高溫時分出數量比擬少；至700～750 ℃溫度規模；碳化物分出最為劇烈.若是從較高的軋后鋼材溫度快冷；就能夠按捺在這一溫度區間的碳化物分出.
因而；如軋后當即進行一次水冷；將棒材冷卻到800 ℃以上；能夠避免晶粒長大；進一步細化變形奧氏體晶粒.因為變形促進碳化物分出溫度Arcm進步；經快冷后使Arcm溫度下降；使碳化物分出數量削減.一起因為奧氏體晶粒細化；使碳化物分出渙散、變薄.再進行二次快冷時；可將鋼溫下降至650 ℃以下；則能夠阻礙網狀碳化物進一步分出.
若是一次疾速冷卻后返紅溫度正處在碳化物劇烈分出的溫度區間；又沒有當即進行二次冷卻；使鋼棒在這一溫度區間慢冷；則會得到粗大的網狀碳化物安排.
2。4軋后疾速冷卻的中止溫度對網狀碳化物等級的影響
軋后疾速冷卻的中止溫度是極為重要的工藝參數；它決議了不一樣斷面尺度鋼材的冷卻后的本身返紅溫度的凹凸.在軋制Φ34～55mm軸承鋼棒材軋后快冷到外表溫度為450～500 ℃比擬適宜；經返紅后其鋼溫能夠操控在550～650 ℃規模；然后空冷；能夠得到比擬抱負的安排.
大斷面的圓鋼有必要選用屢次冷卻工藝；一起在兩次水冷之間應相隔必守時刻；到達鋼材外表返紅的意圖；并為下一次冷卻做準備；返紅溫度的凹凸取決于所需求的操控冷卻工藝準則.
例如軋制Φ55mm GCr15軸承鋼棒材；當開端冷卻溫度為893 ℃；經一次冷卻后鋼材返紅溫度為690 ℃；二次冷卻后返紅溫度為640 ℃.鋼材在893～700 ℃之間冷卻速度較快；表里溫差較.種屏頌薊鏤齔.軋后試樣的網狀碳化物等級為2。5級；而且表里比擬均勻.另一軋件開端冷卻溫度為925 ℃；經一次水冷后返紅溫度為760 ℃；二次水冷后最高返紅溫度為680 ℃；因為在一次水冷到二次開冷間在700～760 ℃逗留必守時刻；正處在碳化物劇烈分出溫度；因而沿斷面的網狀碳化物等級均到達4級.
2。5操控冷卻工藝對球化退火工藝的影響
軋后當即快冷的意圖除了下降網狀碳化物等級外；另一重要意圖是避免變形后的奧氏體晶粒長大；相變后構成粗大珠光體球團；一起增大過冷度下降Arcm和Ar1的溫度；以削減珠光體的片層間隔尺度；并可構成退化珠光體和退化索氏體；有利于疾速球化；縮短球化退火時刻.
實驗中研討了GCr15軸承鋼操控冷卻材和空冷材球化退火工藝；并進行了比擬.
球化退火所用操控冷卻材是選用不一樣控冷條件下的鋼材作為實驗料以及空冷實驗料；其控冷工藝如下：
(1) 經二次水冷后返紅溫度分別為630 ℃、640 ℃和660 ℃3種控冷材.
(2) 經一次水冷后返紅溫度為780 ℃水冷材.
(3) 空冷材.
以上3類鋼材其軋制工藝一樣；球化退火實驗是在98m長的接連退火爐中；按不一樣走鋼速度進行球化退火.為了改動球化退火的各段溫度準則；用箱式電加熱爐；按接連式加熱爐的各段溫度準則及不一樣走鋼速度模仿接連爐球化退火工藝.爐內走鋼速度分別為3m/h、4m/h、5m/h、6m/h和7m/h.
實驗成果可見；空冷材在大于4m/h走鋼速度球化退火不能得到合格球化安排.選用返紅溫度為630 ℃的操控冷卻材；其走鋼速度從5m/h到7m/h進行球化退火卻能夠得到合格球化安排(2～2。5級).相反；若是仍按3m/h走鋼速度對水冷后鋼材進行退火時；其球化安排粗化；到達3。5～6級.水冷后返紅溫度高于640 ℃時；走鋼速度大于5m/h；球化后球化安排不合格(小于2級).實驗標明；水冷材球化退火時刻比空冷材的球化退火時刻顯著縮短.
實驗計劃中；將球化退火的加熱溫度由820 ℃降到800 ℃；而且將爐尾690 ℃、660 ℃兩段縮短逗留時刻；由本來每段1h 37min縮短到39min.加速冷卻速度.當走鋼速度為5m/h；總退火時刻為6h 38min，走鋼速度為6m/h總退火時刻為5h 38min，走鋼速度為7m/h；總退火時刻為4h 46min.
成果標明；空冷材以5m/h以上走鋼速度球化退火安排都在2級以下；一次冷卻后的水冷材僅以5m/h走鋼速度球化退火的球化安排為2級.而二次冷卻后的水冷材以6m/h走鋼速度球化退火仍可得到合格的球化安排.返紅溫度為630 ℃的退火前預安排較好；即便以7m/h走鋼速度球化；球化安排也為2級.
因為軋后操控冷卻材的安排為反常索氏體和片層間隔比擬薄的珠光體.在球化退火時碳原子分散旅程短；碳化物簡單溶斷；溶斷后殘存的碳化物質點數目多；為降溫進程碳化物分出供給了更多的部位；就能夠選用較疾速度冷卻.一起；片層間隔.闃淶慕緱嫦嚶υ齠啵喚緱婺茉黽櫻灰財鸕郊鈾僭永┥患鈾僨蚧嘶鸕淖饔.軋后操控冷卻材中；珠光體中滲碳體呈斷續狀；乃至成為半球狀；有利于球化進程；縮短球化時刻.
2。6操控冷卻對軸承鋼棒材功能的影響
操控冷卻材和空冷材退火后的硬度隨球化走鋼速度的進步而升高；如圖3所示. 在同一走鋼速度條件下；操控冷卻材比空冷材硬度下降；因為隨走鋼速度進步；退火時刻縮短；鋼材球化安排等級下降；所以鋼材的硬度升高；而操控冷卻材比空冷材簡單球化；一樣退火時刻；操控冷卻材退火后球化安排等級比空冷材等級高.碳化物顆粒巨細均勻；散布彌散；所以操控冷卻材的硬度低.
操控冷卻材的觸摸疲憊壽數比空冷材的高；表2中給出Φ50 mm GCr15軸承鋼水泠和空冷退火材的觸摸疲憊壽數比照成果.
因為Φ50mm軸承鋼水冷后退火材的碳化物顆粒比空冷后退火材的碳化物顆粒細微均勻；前者直徑為0。53μm,而后者為0。63μm而碳化物顆粒均勻間隔分別為1。28μm和1。34μm.
3 定論
GCr15軸承圓鋼；直徑在Φ34～55mm規模內；選用適宜的軋后疾速冷卻工藝；能夠下降網狀碳化物等級；使其小于2。5級.縮短球化退火時刻可獲得契合YJZ-84規范的2～3級球化安排；所以；大斷面軸承鋼棒材選用軋后快冷工藝和疾速球化退火工藝；無論從理論上或理論上都標明是一種領先的軋制出產工藝；應加以推行.
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