GCr15钢中网状碳化物在锻造及热处理过程中的形态变化_县晓明

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GCr15轴承钢的热处理工艺设计

热处理工艺课程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：GCr15轴承钢的热处理工艺设计院系：机械工程学院班级：材料成型及控制工程 XXXX 学号： 0 9 1 1 0 1 1 00学生姓名： idealwang指导教师：黄老师热处理工艺课程设计任务书目录1 热处理工艺课程设计的目的 --------------------42 零件的技术要求及选材 ------------------------4 2.1工作条件和技术要求 -------------------------4 2.2材料的选择 ---------------------------------52.3化学成分及合金元素的作用 -------------------63 热处理工艺课程设计的内容及步骤 ---------------7 3.1相变点的确定 ----------------------------------7 3.2热处理工艺 ----------------------------------8 3.2.1工艺流程-------------------------8 3.2.2热处理工艺参数的制定-------------10 3.2.3处理工艺卡片填写---------------------12 3.2.4作过程中的注意事项 ------------------------------12 3.3家具的设计或者选用及零件的摆布------------------------13 3.4热处理设备的选择-----------------------16 3.5组织特点和性能的分析 ------------------------------16 4总结---------------------------------------------215 收获和体会 ---------------------------------236 参考文献 -----------------------------------237 附表 1 热处理工艺卡 -------------------------25§1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。

控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610750155.6(22)申请日 2016.08.29(71)申请人湖北新冶钢有限公司地址 435001 湖北省黄石市黄石大道316号(72)发明人李小龙　周敦世　周立新　程卫国　李德胜　徐尚呈　邹晖　黄国飘　(74)专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙) 11387代理人刘春成　荣红颖(51)Int.Cl.C21D 8/06(2006.01)(54)发明名称控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法(57)摘要本发明公开了一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，该方法以GCr15连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组精轧、第二次穿水冷却、冷床冷却，最终得到成品棒材。

采用该方法得到大断面GCr15轴承钢的网状碳化物级别由原来的≥3级降低至≤2级，不但提高了高碳铬轴承钢的综合机械性能，延长了轴承的使用寿命，而且降低了生产成本，提高了轴承钢市场竞争力。

权利要求书1页说明书10页附图2页CN 106086353 A 2016.11.09C N 106086353A1.一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，其特征在于，以GCr15连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组精轧、第二次穿水冷却、冷床冷却，最终得到成品棒材。

2.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述加热工序中，对所述连铸坯进行加热，均热温度为1200～1230℃；优选地，所述加热分为四段加热，依次为预热段、加热一段、加热二段和均热段，所述预热段的温度为600～700℃，所述加热一段的温度1000～1100℃，所述加热二段的温度1180～1230℃，所述均热段的温度1200～1230℃；进一步优选地，所述加热工序中的总加热时间为10～15h，均热时间为5～8h。

GCr15轴承钢组织控制毕业论文

图2.2 GCr15钢的TTT图图2.3 GCr15钢的CCT图
(奥氏体化温度1O50oC)
当GCr15钢奥氏体化温度为1050℃、二次碳化物全部固溶时，连续冷却转变图出现了二次碳化物开始析出曲线，即过冷奥氏体在发生珠光体或贝氏体转变之前，将首先沿奥氏体晶界析出网状碳化物。二次碳化物的析出主要取决于冷却速度，其析出的数量不仅与碳在奥氏体中的过饱和度有关，而且碳化物形成元素的扩散条件也具有一定影响。
(2)在不平衡条件下结晶(二元素在固相中不能充分扩散)
当温度沿t、t1、t2…变化时，液相成分沿a、al、a2…变化，固相则按凝固先后顺序存在着b、b1、b2…不同的化学成分。合金温度降到tp时还不会完全凝固，要一直冷到tk温度，合金才凝固完毕。图中c、cl、c2、…ck为从开始凝固起到某一结晶区间的结晶固相的平均成分。。k即为凝固结束时固相的平均成分。固相中存在着b、b1、b2…bp不同成分的差异，即合金的偏析。
表1.1碳化物平均粒度与疲劳寿命的关系
1.化学成分与成分偏析
网状碳化物是在过共析钢中沿奥氏体晶粒边界析出呈网络状分布的过剩二次碳化物，它与钢的化学成分和偏析程度有关，高碳铬轴承钢中的碳化物不均匀性实质上是钢液在冷却过程中宏观和微观偏析的结果。网状碳化物是过剩的二次碳化物，因此钢中含有碳化物形成元素的浓度愈高，过剩的二次碳化物数量就愈多，碳化物网状组织也就愈严重。钢液结晶时，由于选分结晶，最先凝固的部分溶质含量较低，溶质集聚于母液，浓度逐渐增加，因而最后凝固的部分溶质含量则很高。显然在最终凝固结构中溶质浓度分布是不均匀的，这种成分不均匀的现象称为偏析。如果分析晶粒的成分分布时，我们会发现钢锭或铸坯中心溶质浓度较高;而在一个晶粒的晶界处溶质的浓度较高。前者为宏观偏析，后者为显微偏析。

GCr15钢中网状碳化物在锻造及热处理过程中的形态变化

偏高、冷却不良产生的锻造网。可见，造后网状碳化物超标主要存在形成锻机理不同的两种类型：料网和锻造网。对于因材
［］樊东黎．３热处理技术数据手册［．京：Ｍ］北技术工业
出版社，００２０．
《轴承）０２ №．｝１．８２
厚壁锻件锻造时中频加热到１１０℃透烧，５锻
造温度偏高是晶粒粗化的主要原因。其次锻造摩
擦发热，促使锻件温度、热出现反弹，之终锻蓄加
４结论
（）１中频热切下料加热温度低，间短，材时对
承的成品检验，详细介绍了这些检验的检测项目、测方法和判断标准。还检
中国计量出版社出版，册定价３每８元，寄费１元。需要者请与洛阳轴邮Ｏ
承研究所有限公司技术资料发行室陈红帆联系。电话：３９—６８１５０７４８０１
环节冷却速度不足造成锻件在Ａｍ —Ａｌ温度区ｃｒ
间热量散失缓慢、过程延长，为二次封闭网状碳成
料表层组织中珠光体、网状碳化物仅有局部溶解、
破断的作用，不足以改变热轧材原始组织中网但状碳化物的分布特征。
选用３种规格、炉号的热轧材作为对比材４个
料，加工工艺以实际生产工艺为准，却方式及热冷

GCr15钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用 2

GCr15钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用⒈GCr15钢的特性GCr15钢是在T10A钢的基础上主要加入Cr元素而研制成的。

GCr15钢特性如下：⑴、GCr15钢中加入Cr元素主要是为了提高钢的淬透性，同时固溶于基体强化基体组织。

另外，Cr元素溶入Fe3C中形成复合（Fe、Cr）3C可提高其硬度，增加钢的硬度与耐磨性。

⑵、由于钢中加入单一的弱碳化物形成元素Cr，GCr15钢的力学性能、耐磨性、淬透性和淬火变形不如CrWMn钢。

⒉GCr15钢主要化学成分0.95%~1.05%C、0.25%~0.45%Mn、1.40%~1.65%Cr、0.15%~0.35%Si、≤0.025%P、≤0.025%S。

⒊GCr15钢的热处理工艺GCr15钢相变点为：AC1745℃、Accm900℃、Ar1700℃、Ms235℃。

GCr15钢的始锻温度为1050~1100℃，终锻温度为800~850℃，锻造后空冷至700℃，在砂中冷却或坑中冷却。

GCr15钢常见的热处理工艺热处理铜套工艺工艺参数硬度要求工艺特点不完全退火加热770~790℃，保温后随炉冷却至550℃以下出炉空冷187~229HBS Ac1745℃，Accm900℃，加热温度应Ac1~Accm在之间等温球化退火加热770~790℃，680~700℃等温后随炉冷却至550℃以下出炉空冷187~229HBS加热温度应在Ac1~Accm之间，等温温度应低于Ar1700℃线20℃，以获得粒状珠光体组织去应力退火加热600~700℃，保温，空冷187~229HBS消除残余应力，消除加工硬化正火加热930~950℃，保温，空冷302~388HBS加热温度高于Accm，消除偏析、带状组织、网状组织，细化晶粒淬火加热830~850℃，保温，油冷62~65HRC淬火加热温度在Ac1~Accm之间，Cr元素的溶解，提高淬透性，改善回火稳定性，同时也降低Ms点，有不少残留奥氏体存在下贝氏体等温淬火加830~850℃，240~300℃硝盐浴等温，后出浴空冷58~62HRC Ms202℃，等温淬火组织为下贝氏体+碳化物+少量马氏体+极少量残余奥氏体，淬火变形很小，强度高，韧性好回火加热150~190℃，保温2h，炉冷58~~62HRC强调硬度取下限，强调韧性取上限调质淬火：加热840~860℃，油冷；回火：加热660~680℃，保温后炉冷或空冷197~217HBS 高温淬火可以消除碳化物组织缺陷，高温回火得到细小的回火索氏体组织，为再淬火做组织准备，在改善韧性同时，提高强度。

GCr15轴承钢过热_带状组织_的分析_查敏

GCr15轴承钢过热“带状组织”的分析上海交通大学国家教委高温材料及高温测试开放实验室(上海　200030)　蔡查　敏　张惠娟【摘要】　对GCr15轴承钢进行了不同淬火和回火热处理工艺试验。

发现当淬火加热温度过高时,淬火组织中将会呈现出一种明暗相间的过热“带状组织”,这是由于样品中不同区域高温下含铬碳化物溶解难易程度不同导致抗蚀性能差别而引起的。

它与轴承钢原始组织的碳化物带状组织有联系而又有区别。

关键词:轴承钢　感应热处理　过热　带状组织Analysis on the Overheated Zonal Structure of Bearing Steel GCr15Cai Xun,Zha Min,Zhang Huijua n(Sha ng hai J iao To ng U niv ersity,Public Labor ato ry o f State Educa tio n Co mmissio no f P.R.CHIN A for H igh T emperatur e M aterials a nd H igh T empera tur e Tests,Shanghai200030)【Abstract】　Differ ent har dening and tem pering tests o f bea ring steel wer e per for med.It is fo und that a brigh t-da rk zo na l str uc-ture can be o btained due to ov erhea ted opera tio nal temper atur e.The reaso n fo r th e zonal str uctur e is the diffe rence in the co rro-sio n resistance of va rio us zo nes o f th e sample as a result o f v ariable disso lution ra te o f chr omium car bide at the high austenitiz-ing tempe ratur e.It is co nce rned with the car bide banded str uctur e in the prio r sturcture o f bea ring steel.Key words:bea ring steel,induction heat tr eatment,o ve rheating,zonal structur e1　前言为提高硬度和耐磨性,GCr15轴承钢在加工成零件后均需进行淬火+回火热处理。

GCr15轧后控冷碳化物网状问题浅析

12
水冷至 500 ℃,空冷
珠光体 + 渗碳体 + 边缘部份淬火马氏体
3
12 12 水冷至 200 ℃,空冷
淬火马氏体
1. 5
13 12 水冷至 200 ℃,空冷
淬火马氏体
1. 5
选定表 1 中的第 9 、10 的实验方案 ,确定淬火后“返红”温度为 700 ℃的空冷工艺 ,既可保证组织状态为
“珠光体 + 渗碳体”,又可保证碳化物网状级别。根据试验情况和现场控制情况 ,决定采用如下
要转变区域 ,冷却时应尽量控制在此区间 ,使得残余奥氏体尽可能在珠光体区转变成珠光体 ,避免脆性马氏体的形成。
根据图 1 中 CCT 曲线看出 ,在 530 ℃～700 ℃之间有效保温时间为 25 s～300 s ,即可以完成珠光体的转变 ,故减少转变时间 ,加快转变速度 ,可以减少碳化物网状的形成 ,对图中的温度控制和冷却转变速度的摸索将结合组织和碳化物网状级别进行。 2. 3 长城特钢试验生产工艺研究
·18 ·Vol. 9. No. 3. Sum. 40. SPECIAL STEEL TECHNOLOGY 第 9 卷第 3 期总第 40 期
表 1 不同冷却条件下的碳化物网状情况 Table 1 The carbide’s network results of
defficent cooling telogical process
关键词 GCr15 盘元控制冷却穿水温度穿水速度回火温度碳化物网状
Analysis on Carbide’s Network f or GCr15 Bearing
Coil by Control the Rate of Cooling

GCr15轴承钢加热温度与碳化物的溶解扩散

将改进前后的液析及带状组织情况进行了对比确定了较为合理的轴承钢的轧制加热工艺参数为改进前后的加热工艺制度改进前后加热工艺taprocessbeforeterimprovemen改进前改进后1083122011621237130180分别对改进前的35炉钢及工艺调整后的49为加热工艺改进前后部分液析和带状组织照片改进前钢样中的液析为410带状组织为215中改进加热工艺后钢样中的液析降到015带状组织为110icturecarbideliquationbandedstructurebeforeimprovemen为加热工艺调整前后液析及带状组织统计分析结果柱状对比图从以上调查结果可以看出改进前轴承钢的加热温度控制偏低加热段平均温度只有1083在此温大块的液析还未完全溶解液析级别大都在210215级之间
上述试验说明, GC r15轴承钢加热到 1200 时, 碳化物液析完全溶解, 但还存在碳化物的高浓度区, 这也说明提高加热温度, 延长加热时间, 可以消除液析, 但成品钢材上碳化物带状很难消除, 只能在一定程度上得到改善。
2 现场加热工艺改进及效果
根据轴承钢加热温度与碳化物溶解扩散试验研究的结果, 对轧制前的加热工艺进行了改进。将改进前
碳化物液析属于三角晶系碳化物, 硬度极高, 它的纹。在使用过程中, 处于表面层的液析碳化物容易剥
存在会使轴承零件在热处理过程中容易产生淬火裂
落成为磨损的起源, 显著降低轴承零件的耐磨性; 处于
作者简介: 刘靖 ( 1965 08 ), 女, 副教授, 博士, 主要从事轧制过程组织性能控制及复合板轧制研究, 已发表论文 20余篇。联系电话: 010 62332572, 13520330657 E m ai:l liu jing @

轴承钢GCr15碳化物不均匀性金相分析与工艺建议

轴承钢GCrl5碳化物不均匀性金相分析与工艺建议李晟（科技质量部）摘要：通过金相分析，简要介绍了轴承钢GCrl5碳化物不均匀性的表现形式、分级判定、形成原因及应用危害；结合实际钢种CCT曲线及碳化物析出规律，探讨并提出了控制轴承钢GCrl5碳化物不均匀性适宜的工艺路径与措施。

关键词：轴承钢碳化物金相工艺Metallographic Research on Nonuniformity of Carbidein Bearing Steel GCrl5and Suggestions on Process ImprovementLI Sheng(Science&Technology and Quality Department)Abstract:Combining the metallographic analysis,this article briefly introduces the manifestation,grading judgment, causes and application hazards of carbide nonuniformity Bearing Steel GCrl5.By analyzing the CCT curves and the separation principles of carbide,appropriate process and measures for controlling nonuniformity of carbide in Bearing Steel GCrl5were also discussed and proposed.Keywords:Bearing Steel,Carbide,Metallography,Process—»-X-->—刖旨GCrl5是高碳饼轴承钢的代表钢种，它的综合性能良好,淬火和回火后具有高而均匀的硬度，良好的耐磨性和高的接触疲劳寿命，适宜于制造各种轴承套圈及滚动体。

【精品】滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理

第一章滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理一、滚动轴承用钢应具有的特性1、高的接触疲劳强度；2、高的耐磨性；（发生滑动摩擦的主要部位）1）、滚动体与滚道的接触面；2）、滚动体与保持架兜孔的接触面；3）、保持架引导与套圈引导档边的接触面；4）滚子的端面与套圈档边的接触面。

3、高的弹性极限；4、高的硬度；5、一定的韧性；6、好的尺寸稳定性；7、一定的防锈功能；8、良好的工艺性能。

二、GCr15钢的物理性能1、GCr15钢的临界点：Ac1:760℃Acm：900℃Ar3：707℃Ar1：6952、GCr15钢的Ms点：Ms点随着奥氏体固溶度的变化而变化，亦即随着奥氏体温度的升高而降低，GCr15钢在860℃温度Ms点为216~225℃。

三、铬轴承钢热处理基础1、基本概念1）、奥氏体：是碳及合金元素溶于r-Fe八面体间隙的间隙式固溶体。

特征：[1]、在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小；[2]、奥氏体的塑性高，屈服强度低，容易塑性变形加工成型。

2）、珠光体：是过冷奥氏体共析分解的铁素体和碳化物的整合组织片状珠光体：是指在光学显微镜下能够明显看出F与Fe3C呈片状分布的组织状态。

根据片间距的大小分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体。

粒状珠光体：铁素体基体上分布着粒状Fe3C的组织。

GCr15的正常锻造后组织应为细珠光体类型组织及细小的网状碳化物组成，不允许有＞3级的网状碳化物及明显线条状组织，不允许有粗针状马氏体和粗片状珠光体组织。

3)、马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。

马氏体分类：板条马氏体、片状马氏体、针状马氏体、隐晶马氏体。

GCr15钢淬火后得到的马氏体为隐晶马氏体或者细小结晶马氏体。

马氏体具有高的硬度、强度、耐磨性。

4）贝氏体：是过冷奥氏体在中温区域分解后所得的的产物，它一般是由铁素体和碳化物所组成的非层状组织。

贝氏体分类：上贝氏体、下贝氏体上贝氏体：是一种两相组织，有铁素体和Fe3C所组成的，大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶粒内部长大，Fe3C分布于铁素体板条之间。

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锻件经等温球化退火、840 ℃ 加热淬火后碳化物的分布状态如图 6 所示，碳化物均匀的区域网状碳化物级别约为 1 级；但在碳化物均匀性较差的区域，≤3 级网状碳化物伴随带状碳化物出现，残留的网格尺寸与热轧态相比变化不大，如图 7
县晓明，等： GCr15 钢中网状碳化物在锻造及热处理过程中的形态变化
ISSN1000 － 3762 轴承 2012 年8 期 CN41 － 1148 / TH Bearing 2012 ，No． 8
37 － 40
GCr15 钢中网状碳化物在锻造及热处理过程中的形态变化
县晓明1 ，叶健熠2 ，折文革1
（ 1．甘肃海林中科科技股份有限公司，甘肃天水 741018； 2．洛阳轴研科技股份有限公司，河南洛阳 471039）
局部溶解，原始封闭网状碳化物熔断后呈点、链状
·38·
《轴承》2012． №． 8
碳化物网络，如图 1 所示，心部仍保留有原材料的碳化物网格特征，该现象同中频感应加热产生的集肤效应及热量传导过程有关。在球化退火过程大颗粒碳化物继续粗化，并形成＜ 2 级的粗颗粒状网，如图 2 所示。其原因在于：原始网熔断形成点、链状碳化物颗粒，粒度大于某一尺寸的区域，在球化退火过程中反向析出长大的趋势大于溶解，导致粗大颗粒的产生［2］。Φ601# 经热切下料→退火→淬火，局部区域＞ 3 级的碳化物网呈聚集、带状分布，保留有成分偏析、碳化物极不均匀的特征，如图 3 所示。
为主，晶角处碳化物网较粗，500 倍下的组织形态如图 8 所示，原始组织的晶粒度为 7 级。锻件经中频加热（ 1 153 ℃ ） →镦饼→辗扩→喷雾冷却后组织形态发生显著变化：二次网状碳化物沿奥氏体晶界析出，网状粗细不均的特征突出，晶粒粗化，晶粒度达到 4 ～ 5 级，如图 9 所示。该试样经等温球化退火，仍能观察到二次封闭网以点链、断续链状的形态沿晶界残存，如图 10 所示。淬火后，大于 3 级的网状碳化物仍保留断续链状的形态，晶粒粗化特征依然清晰，如图 11 所示。
Φ601#
集中热切下料→空冷 →球化退火→淬火
观察不同规格的原材料经球化退火后的网状碳化物
集中热切下料→空冷
观察原材料集中下料后的网状碳化物
Φ602#
镦饼→穿孔→辗扩→ 喷雾冷却
观察原材料经锻、辗、速冷后的网状碳化物
集中热切下料→中频加热→镦饼→穿孔 → 辗扩→喷雾冷却→球化退火→淬火
通常消除材料中网状碳化物的正火加热温度为 900 ～ 950 ℃ ，加热时间为 40 ～ 60 min［3］。集中热切下料中频加热温度在 840 ℃ 左右，加热区间为 Ac1 ～ Acm。由于加热时间短、切料后堆冷，热轧材近表层原始珠光体片层、原始封闭网状碳化物有溶断现象，但 Φ50 近表层、Φ601# 心部碳化物网与切料前相比却无明显变化，说明中频加热集中下料不足以改变热轧不退火材原始网状碳化物的分布特征。 2． 2 薄壁锻件原始网状碳化物形态变化特征
Φ602# 热轧材碳化物呈封闭网格状，网较粗， 500 倍下的组织形态如图 4 所示，原始组织的晶粒度为 7 ～ 8 级。该料段经始锻加热（中频加热 1 100 ℃ ） →镦饼→辗扩→喷雾冷却，因锻件壁厚薄、冷却速度较快，二次碳化物沿晶界析出量明显减少、网较细，但晶粒及碳化物网格尺寸明显变大，500 倍下的组织形态如图 5 所示，锻件组织的晶粒度为 5 ～ 6 级。
原材料的网状碳化物锻造加热温度对材料晶粒长大（碳化物网）的影响
球化退火后网状碳化物分布特征
锻造加热温度、冷却速度对网状碳化物的影响
2 热加工中网状碳化物的形态变化
2． 1 原始网状碳化物的形态变化 Φ50 热轧材热切下料后近表层原始组织出现
机理不同的两种类型：材料网和锻造网。对于因
公司科技处，1974： 241．
锻造温度过高、冷却不足产生的二次碳化物超标，［5］况作田．热轧轴承钢球坯网状碳化物达标的工艺探
应从规范锻造工艺，控制加热温度、改善冷却条件着手加以防范；而对于因热轧不退火材成分偏析、碳化物不均匀所导致的网状超标，应从加强材料
1 试验条件及方法
选用 3 种规格、4 个炉号的热轧材作为对比材料，热加工工艺以实际生产工艺为准，冷却方式及试验分组情况见表 1。表中 Φ601#，Φ602#为不同冶炼厂家、不同炉号的热轧不退火材，集中热切下料的中频温度为 840 ℃ ，生产线始锻中频加热温度为 1 100 ～ 1 150 ℃ 。网状碳化物级别参照 JB / T 1255 —2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》进行评定，晶粒度参照 GB / T 6394— 2002《金属平均晶粒度测定方法》评定。金相图片未作说明的均为 4% 硝酸酒精深腐蚀，500 倍下观察。
在成分偏析、碳化物均匀性较差且存在碳化物网格的热轧材，由于锻造时中频加热升温速度快、保温时间短，难以达到扩散退火的效果。因而锻件球化退火、淬火后，在成分偏析区域的纵截面上，碳化物仍呈现为材料网（封闭的带上网或带、网混合特征），其网格尺寸、形态也有别于因锻造温度偏高、冷却不良产生的锻造网。
环节冷却速度不足造成锻件在 Acm ～ Ar1 温度区料表层组织中珠光体、网状碳化物仅有局部溶解、
间热量散失缓慢、过程延长，成为二次封闭网状碳破断的作用，但不足以改变热轧材原始组织中网
化物沿奥氏体（ A）晶界析出、网壁增厚的主要因状碳化物的分布特征。
素。球化退火、淬火后网状超标，说明球化退火、
图 10 球化退火后横截面封闭网状碳化物的形态图 11 淬火后横截面网状碳化物形态特征
·40·
《轴承》2012． №． 8
厚壁锻件锻造时中频加热到 1 150 ℃ 透烧，锻造温度偏高是晶粒粗化的主要原因。其次锻造摩
4 结论
擦发热，促使锻件温度、蓄热出现反弹，加之终锻
（ 1）中频热切下料加热温度低，时间短，对材
·39·
所示。网状碳化物与带状相伴而生的不均匀现象与原材料成分偏析及扩散退火不充分或缺省扩散退火有关且具有遗传特性。这种网、带相杂的碳化物多以共晶型（ Fe，Cr） 3 C 为主［4］，这种存在严重成分偏析、碳化物不均的热轧不退火材，在燃气炉中加热到（ 1 100 ± 50 ） ℃ ，保温 0． 5 ～ 1． 0 h 才能得到有效改善［5］。显然对采用中频感应加热的锻造方式而言，高温加热、长时间保温来改善原材料成分偏析及碳化物分布不均匀的方法不太现实。
关键词： GCr15 钢；网状碳化物；锻造温度；晶粒度；成分偏析
中图分类号： TH133． 33； TG115． 21
文献标志码： B
文章编号： 1000 － 3762（ 2012） 08 － 0037 － 04
高碳铬轴承钢 GCr15 热轧棒材锻造轴承套圈，经球化退火和淬、回火后常因网状碳化物超标而判不合格（ JB / T 1255—2001 标准要求的网状碳化物合格级别为≤2． 5 级）。对 GCr15 轴承零件网状碳化物超标原因的解释和分析多集中于锻造过程中始锻、终锻温度过高，冷却缓慢，网状碳化物析出严重［1］，而对原材料成分偏析、碳化物不均匀而产生的网状残留以及快速热切下料所导致的粗点、链状碳化物残留则分析不多。本例通过 GCr15 热轧不退火材中网状碳化物在热切下料、锻造、球化退火及淬火过程中的形态变化分析探讨轴承零件中网状碳化物超标的原因，并提出相应的控制措施。
图 1 Φ50 热轧材热切下料后纵截面表层组织形态
图 2 Φ50 热轧材经球化退火、淬火后纵截面网状碳化物形态
图 4 Φ602# 原始热轧态横截面组织形态
图 3 Φ601# 热切下料、球化退火、淬火后纵截面局部网状碳化物形态（ 250 × ）
图 5 Φ602# 锻件中频加热、镦饼、辗扩及速冷后的横截面组织状态
摘要： GCr15 热轧不退火材经中频感应加热下料，锻造为轴承套圈，经喷雾冷却、球化退火及淬火后，检验网状
碳化物，结果表明，由于中频热切下料加热温度低，时间短，不足以改变热轧材原始组织的分布特征。高温锻造
后所形成的网状碳化物与热轧不退火材成分偏析、碳化物不均匀所导致的网状碳化物相比，往往存在网孔尺
寸、网壁厚度及分布形态上的明显差异，这些差异可作为判别轴承网状碳化物超标的原因和依据。
（ 3）因材料成分偏析、碳化物均匀性较差所致
封闭网状碳化物为主，晶粒度一般在 8 级左右。的锻件网状碳化物，淬火后多以封闭的带上网或
热切下料对材料表层原始珠光体、网状碳化物溶带、网混合的形态存在。
解及破断作用明显，但对热轧材心部的原始组织、
（ 4）网状碳化物网格大小、粗细及分布形态的
晶粒度及网状碳化物影响甚微。
差异，可作为判断网状碳化物超标原因及采取相
热轧材经高温锻造加热，原始网格将发生溶应措施的依据。
解和组织重构，晶粒粗化成为锻件组织的明显特
征；终锻温度、冷却速度成为影响网状碳化物沿奥参考文献：