高碳铬轴承钢网状组织遗传性及其危害

在一定的工艺条件下,高碳铬轴承钢中过剩的碳会以网状碳化物形式析出。网状碳化物一旦形成将影响钢的各项性能。本文探讨了网状碳化物的遗传性及其危害,并提出了减轻网状碳化物的措施。     

高碳铬轴承钢网状碳化物的析出规律研究

为探究高碳铬轴承钢网状碳化物析出规律,本文采用不同温度和不同冷却方式对其进行热处理试验,并对网状碳化物进行组织观察。结果表明：GCr15轴承钢在900℃保温3 h,炉冷后未出现超标的网状碳化物;910～950℃时碳化物主要沿晶界析出,网状碳化物>3级;炉冷条件下,加热温度在910℃以上并不是影响网状碳化物析出的主要原因。GCr15轴承钢在940℃保温3 h,灰冷、炉冷、开炉门冷却和空冷后出现超标的网状碳化物,风冷和水冷后未出现超标的网状碳化物;随着冷却速度的降低,冷却后的网状碳化物越来越严重。网状碳化物的产生必须同时具备“高温”和“慢冷”两个条件。     

论连铸高碳铬轴承钢的质量

提出了方坯连铸高碳铬轴承钢中心偏析的形成机理。改善连铸高碳铬轴承钢的中心偏析的方法和途径有：提高连铸坯的宽厚比,减少钢中残余元素、有害元素及夹杂物含量,降低和稳定过热度,合理选择拉速、二冷强度和电磁搅拌参数,采用软压下技术,比较试验表明：连铸生产的φ35mm轴承钢材的接触疲劳寿命L10是模铸材的1.30倍以上,连铸生产的φ50mm轴承钢材的接触疲劳寿命L50是模铸材的1.87倍以上,连铸材的弥散性和均匀性优于模铸材。     

高碳铬轴承钢棒材轧后冷却工艺研究

对GCrl5高碳铬轴承钢在980℃高温终轧及经不同冷却速度冷却后的组织进行分析,结合网状碳化物级别分析得出,高温终轧后提高冷却速度可达到抑制网状碳化物析出、细化珠光体晶粒,从而达到提高退火冷加工材料质量的目的.     

高碳铬轴承钢的在线球化退火工艺

对GCr15高碳铬轴承钢进行了不同工艺的热变形在线球化退火,采用SEM对在线球化退火后GCr15钢中碳化物的数量、尺寸、形貌进行了分析,并利用显微维氏硬度计进行了硬度测定,得出本试验在线球化退火工艺的最佳终变形温度T和冷却速率v。结果表明,当T=720℃、v=0.05℃/s时,碳化物的平均尺寸大、数量多、圆度好,且均匀分布在铁素体上,为最优工艺参数,而T=650℃、v=0.2℃/s时的球化效果最差。随着T的升高,球化比例不断提高;T相同时,v越低,球化时间越长,所得到的球状碳化物颗粒尺寸越大,球化效果越好。     

高碳铬轴承钢锻件取消正火工序的可行性试验

GCr18Mo属于高碳铬轴承钢,锻后正火、退火处理。与一般民品相比,增加了正火工序,目的在于消除因锻后冷却不当产生的网状碳化物,确保锻件质量符合网状碳化物级别不大于2.5级的要求(按《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》JB/T 1255-2014第四级别图评定)。高碳铬轴承钢锻件锻造温度高或冷却不足会沿奥氏体晶界析出网状碳化物,锻件中存在网状碳化物。     

提高精锻机锻造大规格高碳铬轴承钢的合格率

精锻机锻造高碳铬轴承钢时存在网状碳化物不易破碎、锻件合格率低的问题。通过采用锻后雾冷+正火雾冷+球化退火的热处理工艺,将轴承钢锻件网状碳化物的合格率从66%提高至93.4%。     

高碳铬轴承钢现行标准的梳理及对GCr15的标准比较

梳理了高碳铬轴承钢现行的标准，列出了这些标准的标准号、名称、标准类别、标准适用范围及标准体系类别；同时以某钢铁企业为例，选用牌号成分接近的GCr15、GCr15PGI的高碳铬轴承钢的内控标准与GB/T 18254-2016及ISO 683-17进行比较，说明了不同标准对于GCr15牌号成分及相近成分轴承钢在碳化物、夹杂物及化学成分上的要求，发现我国GB/T 18254-2016较ISO 683 17更为严格，而企业内控标准则在GB/T 18254-2016的基础上做了更深入的要求。     

高碳铬轴承钢现行标准的梳理及对GCr15的标准比较

梳理了高碳铬轴承钢现行的标准,列出了这些标准的标准号、名称、标准类别、标准适用范围及标准体系类别;同时以某钢铁企业为例,选用牌号成分接近的GCr15、GCr15PGI的高碳铬轴承钢的内控标准与GB/T 18254—2016及ISO 683-17进行比较,说明了不同标准对于GCr15牌号成分及相近成分轴承钢在碳化物、夹杂物及化学成分上的要求,发现我国GB/T 18254—2016较ISO 683 17更为严格,而企业内控标准则在GB/T 18254—2016的基础上做了更深入的要求。     

加热温度和保温时间对轴承钢GCr15SiMn碳化物的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察及硬度测试,研究了加热温度和保温时间对轴承钢GCr15Si Mn碳化物回溶的影响。结果表明,随加热温度升高和保温时间延长,碳化物回溶加剧,组织显微硬度升高,且加热温度影响较保温时间更为明显;碳化物形态变化趋势为:层片状(或网状)→杆棒状→球状,部分完全溶入基体,但在实验条件下碳化物不能完全回溶;奥氏体优先在铁素体和渗碳体两相界面处形核,层片状珠光体向奥氏体转变过程极其快速。     

淬火工艺对新型高碳铬轴承钢GCr17Mo组织与硬度的影响

分析了新型高碳铬轴承钢GCr17Mo的原材料质量及锻件的性能状态,研究了不同淬火工艺对其组织及性能的影响。结果表明：对于新型高碳铬轴承钢GCr17Mo,在淬火时间40 min条件下,当淬火温度为810~850 ℃时,淬回火组织及硬度均符合要求;淬火温度高于870 ℃时,组织过热,有细小淬火裂纹出现。在淬火温度830 ℃条件下,淬火时间不足时,GCr17Mo钢淬回火后组织及硬度均不合格。综合考虑GCr17Mo钢最佳淬火温度范围为820~850 ℃,淬火加热时间可参照GCr15SiMn钢。     

等温球化退火工艺对高碳钢碳化物球化的影响

研究了等温球化退火加热温度对高碳钢碳化物球化质量的影响。采用扫描电镜（SEM）和图像软件等技术手段分析碳化物的数量、尺寸和形貌,表征试验钢的球化质量。结果表明,加热温度由750℃升高至790℃,锻态组织中片层状珠光体都基本实现了球化。随着加热温度的升高,奥氏体逐渐均匀化,析出片状碳化物几率升高,影响球化质量。770℃加热时碳化物数量最多,平均粒径、圆度、粒径均方差最小,尺寸均匀性最好。     

连续冷却过程中GCr15钢中碳化物的析出行为

针对GCr15轴承钢棒材网状碳化物大量析出、网状级别超标问题,通过热模拟试验对碳化物析出机理进行研究。结果表明,GCr15轴承钢试样经热轧后的连续冷却过程中,在晶界处析出的二次碳化物为（Fe.Cr）3C型碳化物,冷却速度对晶界处二次碳化物形貌具有重要影响,随冷却速度的增加,可达到抑制网状碳化物析出并得到高品质轴承钢棒材的目的。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

无碳化物偏析高速钢

论述了减少高速钢碳化物以及消除碳化物不均匀分布的途径。随着被加工件硬度的不断提高,通用高速钢将逐渐萎缩,高硬及超硬高速钢将取而代之,廉价的无碳化物偏析高速钢的发展将最终取代铸锻高速钢。     

高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术发展与展望

在概述我国轴承工业现状的基础上,从热处理工艺技术研究、热处理设备的进化及热处理基础标准三个方面,回顾了我国轴承热处理技术的发展历程;并对轴承热处理技术发展方向进行了展望。     

碳热还原法制备纳米碳化铬粉末及其特性表征

以纳米Cr2O3和纳米碳黑为原料,采用碳热还原法制备纳米碳化铬(Cr3C2)粉末。采用XRD、SEM和TEM等测试手段对反应产物进行表征。结果表明:当碳含量为28%(质量分数)、反应温度为1 100℃及保温时间为1 h时,反应产物为单一的Cr3C2,平均晶粒尺寸为25.6 nm;反应产物分散较好且颗粒呈球形或类球形,无明显团聚现象,颗粒尺寸在30 nm左右;试样表面主要由Cr、C和O这3种元素组成,O 1s谱主要包括3个峰(Oa,Oh和Od),分别对应于O、OH和Cr2O3;C 1s谱主要包含4个峰(Cf,Cc,Cd和Ce),分别对应污染碳、碳化铬(Cr3C2)及其他类型的碳化铬Cr3C2 x(0≤x≤0.5)。