GCr15轴承钢的球化退火组织鉴别

1、GCN5轴承钢的球化退火组织鉴别时间：2009-07-04 点击： S!望 摘 要：探讨了原始组织正常的热轧 GCN5钢经球化退火后的组织特征及 其评级问题。针对生产实际及检验中出现的问题，制定球化退火工艺，找出工艺与球化组 织形态特征的对应关系，以便较正确地评定GCr15钢的球化退火组织级别。主题词：轴承钢；退火组织；冷却速度1 问题的提出轴承钢的球化退火组织检验，是考核轴承钢生产质量的一个重要的指标，其球 化组织级别的评定，既影响着球化组织的合格率，也决定着能否为不合格产品提供可靠返 修依据的问题。由于各冶金厂及用户对标准图片的理解不同，以及退火工艺和生产设备的 差别，使人们对球化组织的评

2、级存在不同的看法。本试验希望通过不同的退火工艺与球化组织形态特征的对应，比较正确地评定GCr15钢球化组织级别，以期达到使级别结果能准确反映生产实际的目的。因生产中的轧后组织不易出现较严重的带状碳化物和网状碳化物，故试验仅就原始组织正常的热轧GCr15钢进行分析讨论，提出我们的看法。2 试验材料及方法2.1 试验材料及设备试验用料取自轧态的 45mm的GJ15钢，用砂轮切片机切成厚 1020mm的试 片，取其横截面的1/4留作试验。其化学成分列于表1。«1试喔材料化学成分（%）无素 C S Mn P S CrC LOO 0.”0.3D恸也“5H即呻箭试验用设备为SRJX-8-13型箱

3、式电阻炉，温度用M6809型微机控制。控温精度士 50C,用Neophot-2型金相显微镜观察组织和拍照。2.2 热处理方法本试验基本依照车间生产的综合式，采用箱式电炉加热，工艺曲线见图18。图115 .试择球化退火工艺曲线时同r/h图2 6一】铲试祥尊化退火工艺曲线图5 21 25”试样球化退火工艺曲线图6%30.试洋 域化退火工艺曲线图3 II15试样 球化退火工艺曲线时间r/h31试样 球化退火工艺曲线wWiv： 9弱式r试样 球化退火工艺临线3 试验结果GCr15钢经上述球化退火处理后的组织形态特征和评定级别列于表2。表Z球化退火组织形态特征及级别试惮号就织形态特征级别1-5柒港的细片

4、状珠光片+细敕状珠光悻 <1,06-10均匀分布的晚检状珠光悻2.01115均匀分布的球状珠光体2.51520均匀分布的细粒状球光体2.021-2S均匀分布的细粒状珠光体2.02630密集分布的细粒状珠光体1.531-35粒状珠光体+细片状珠光;体<1.04 分析与讨论4.1 奥氏体化温度及保温时间的影响由试验可见，试样在 740c这一退火工艺加热时，尚属欠热状态，尽管有较长的保温时间，原始的片状珠光体却不能完全溶解，所以不可能得到合格的球化组织，为<1.0级的低级别组织特征，见图 9。其基体珠光体多以片状形式出现，呈棒锤形珠光体。图】。经图£工艺处碗M林得轴4%硝

5、酸酒情溶悔侵拽图g经图】工艺处碑帆MS都福iwKMg c力硝酸泗精溶液侵饨正确的加热温度（790 C）,是获得理想球化组织的关键。在此温度下，无论是以 <20C/h 的速度冷却，还是以50C/h的速度冷却，都不影响获得合格的球化组织，见图 10,图11。图11经国m蛾腌脚曲崛9-s4%硝程陆精溶液侵饨图二 经阳：工艺处蹒W6班做i喊调至cn4%硝腹洒精溶液湿曲按图3工艺球化退火，得到的组织是最佳的，为均匀细致的球状珠光体（图12）。因为加热到790c之前，在770c停滞的一段时间，可在温度不太高的条件下，出现大量二次 领先相，然后再升温使领先相长大。冷却时在Ar1停留一段时间，目的是为了

6、保证残留的奥氏体在共析转变前充分转变。如果没有770c预先形成大量核心，或在790c保温时间不是足够的，便只有二次碳化物的破断而难以成为球形，使其球化退火后的组织呈细颗粒状 分布。本试验中按其它工艺进行球化退火所得到的组织大多以其为基本特征。图13姓图4工艺如闹萍幽的|仙啾学cn图M统图6工艺处耦的假猫星M炳硼里54%硝酸酒精溶液侵蚀1%硝酸酒精溶液侵捶偏高的加热温度（830C）,如果停滞时间不长，冷却不太快（50C/h）,如图 4、图6工艺，也可得到合格的球化组织，球化组织中不会出现片状珠光体（图13、图14）。偏高的加热温度，如果保温时间过长（图8工艺），其球化退火组织中便出现变形的大颗粒

7、碳化物和少量片状珠光体。这是由于奥氏体化温度过高、时间过长，使局部地区奥氏体成分均匀化，从而决定冷却后珠光体的形态呈片状出现，表现为典型的高级别组织特征（图15）。图15经图8工艺处W* 加醍喃哂的牛64%染酸涧精溶液侵/图16代江制情螂，蹄S4.2 冷却速度的影响由试验结果可见，冷却速度对GCr15钢球化组织的影响受加热温度的制约。740c加热时，由于原始的片状珠光体不能完全溶解，因此，无论以何种速度冷却，球化退火组织均 <1.0级；790c加热时，冷却速度（<20C/h 和50C/h）对球化组织无明显影响；830c加热 时，由于保温时间不长，较慢的冷却速度（w20C/h）和稍快

8、的冷却速度（5 0C/h）都可能得到合格的球化组织。应当指出的是：虽然有的冷却速度（50C/h）仍能得到合格的球化组织，但这种球化组织并非优良，由于冷却速度影响球化组织的分散度，冷速快则碳化物分散度 大，导致局部地区碳化物密集，其球化效果不如w200C/h 速度冷却时好，所以，控制缓冷还是必要的。当加热温度830C ,冷却速度80C/h时，粒状珠光体和细片状珠光体成为其组织特征（图16）。这种组织在评定高低级别时，能否确定为高级别呢？为此，我们在试验的最后阶段对这种偏高温度短时间保温，冷速稍快所得组织按图3工艺重新实施一次球化退火，结果得到了合格的球化组织。这种组织如果按高级别报出，需正火处理后再球化退火 一次予以返修，这样不但增加了脱碳层深度，影响了生产周期，也造成了不必要的能源浪 费。但这种组织也并不一定是低级别的欠热组织，考虑标准评级图的局限性，在试样已经 不能合格的情况下，类似组织可按<1.0级报出。我们认为，一般由热轧态直接进行球化退火的钢，如果没有典型的变形大颗粒碳化物， 只是颗粒状珠光体加细片状珠光体，无论这种组织是何种条件下出现的，均可按<1.0级报出。5 结论(1) 碳化物呈粗大变形状态存在，并伴有片状珠光体存在的，应确认为是高级别组织。(2) 如果组织中无典型的大颗粒