終軋工藝及軋后冷速對(duì)GCr15SiMn鋼相變組織的影響

隨著智能制造與工業(yè)4.0的迅猛發(fā)展，對(duì)軸承的性能要求也越來越苛刻，用戶對(duì)鋼材質(zhì)量品質(zhì)的要求越來越高，GCr15SiMn鋼是一種改型鋼種，在GCr15鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加Si、Mn含量以改善其淬透性、彈性極限、耐磨性等，使其制造軸承套圈及滾動(dòng)體的適用尺寸更多。

本工作結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)工藝，利用GLeeble3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)，制定雙道次軋制工藝，測(cè)定軸承鋼GCr15SiMn在此軋制工藝下的動(dòng)態(tài)CCT曲線；在CCT曲線的基礎(chǔ)上模擬不同終軋工藝及軋后冷速對(duì)該鋼組織轉(zhuǎn)變的影響進(jìn)行分析，為制定合理的生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。

實(shí)驗(yàn)鋼為某鋼廠生產(chǎn)的48mm規(guī)格的熱軋態(tài)棒材，其原材料的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：C1.05，Cr1.45，Si0.55，Mn1.10，P0.006，S0.001，O0.0005，F(xiàn)e余量。經(jīng)機(jī)加工成熱模擬試樣后，在Gleeble3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定，包括終軋工藝和軋后冷速對(duì)相變組織的影響。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，熱模擬實(shí)驗(yàn)方案為：將試樣按10℃/s的速度加熱到1200℃并保溫5min，使碳化物充分溶解到奧氏體中，然后以10℃/s的速度冷卻到980℃并保溫10s，消除溫差，然后進(jìn)行變形量為50%的單道次壓縮變形，隨后以5℃/s的速度冷卻到860℃，一組進(jìn)行30%的單道次壓縮變形后以不同冷卻速率（V=0.3、0.5、1、2、3、5、10、15℃/s）冷至室溫，另一組經(jīng)過不同的終軋變形工藝，再以不同的冷卻速度（V=1、5℃/s）冷卻到室溫。

實(shí)驗(yàn)后的試樣采用金相顯微鏡觀察微觀組織，結(jié)合動(dòng)態(tài)CCT曲線及不同工藝下的組織與顯微硬度分析。結(jié)果表明：

（1）變形速率的改變，對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的組織轉(zhuǎn)變無太大影響，隨著變形量的增加，在連續(xù)冷卻得到的室溫組織中，二次碳化物增多，珠光體轉(zhuǎn)變量增加，珠光體開始轉(zhuǎn)變溫度升高，珠光體球團(tuán)直徑和片層間距減小；實(shí)驗(yàn)鋼Ms點(diǎn)隨變形量的增加而降低。

（2）連續(xù)冷卻速度的增加，二次碳化物析出明顯減少，碳化物厚度減小，網(wǎng)狀碳化物基本消失，珠光體開始轉(zhuǎn)變溫度降低，珠光體球團(tuán)直徑和片層間距減??；跟變形速率和變形量比，冷卻速度對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼組織的轉(zhuǎn)變影響顯著。

（3）變形速率對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的顯微硬度影響不大，相同冷卻速度和變形速率下，隨著變形量的增大，實(shí)驗(yàn)鋼顯微硬度增大；冷卻速度的提高，實(shí)驗(yàn)鋼顯微硬度顯著增大。