淬火工艺对新型高碳铬轴承钢GCr17Mo组织与硬度的影响
发布时间:2017-05-08 19:30
作者:互联网
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国内
轴承行业广泛采用GCr15SiMn高
碳铬轴承钢,进行
马氏体回火热处理,满足轴承
用户的技术要求。虽然GCr15SiMn
钢在
淬火加
热和淬火
冷却工艺上采取了强烈冷却的措施,但对一些大壁厚轴承零件,仍与用户的
需求存在一定的差距。而国外轴承行业往往采用一些具有更高
淬透性的全淬轴承钢来解决这一难题。用户提供的GCr17Mo新型高淬透性轴承钢,可以获得较高的
硬度,但该材料的热处理工艺及组织性能检验方面缺少参考经验。为此,科研人员针对用户提供的GCr17Mo钢,进行了
原材料成分分析及相关检验,并开展热处理工艺试验及组织性能检验方面的
工作,为批量
生产加工提供技术保障。试验原材料为
客户提供的直径Φ130mm的高碳铬轴承钢GCr17Mo,
热轧未
退火态。利用直读光谱分析仪对钢的主要化学元素进行了检测,见表1。按照GB/T 18254—2002中GCr15SiMn钢
非金属夹杂物及
碳化物分布
标准对原材料中的非
金属夹杂物及碳化物的形貌进行了观察,评级结果见表2。表1 GCr17Mo钢的化学成分(质量分数,%)
钢种 | C | Cr | Ni | Mo | Si | Mn | P | S |
GCr17Mo | 0.98 | 1.70 | 0.07 | 0.45 | 0.23 | 0.70 | 0.01 | 0.002 |
GCr15SiMn | 0.95~1.05 | 1.40~1.65 | ≤ 0.30 | ≤ 0.10 | 0.45~0.75 | 0.95~1.25 | ≤0.025 | ≤0.025 |
将原材料
锻造成环件。环件锻造
工序流程为:锻造加热(温度1130℃)→锻造成形→雾冷→
正火(加热温度920℃,保温1.5h)→球化退火(球化温度790℃,保温时间6h)。经球化退火后的环件沿其中部
线切割高度为30mm的环件试样,在环形试样上切取数块试块,用于退火组织检验及热处理工艺试验。表2 GCr17Mo钢非
金属夹杂物及碳化物评级
钢种 | 硫化物 | 氧化铝 | 硅酸盐 | 点状不变形 | 碳化物 带状 | 碳化物 液析 |
粗系 | 细系 | 粗系 | 细系 | 粗系 | 细系 | 粗系 | 细系 |
GCr17Mo 实际值 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0.5 | 0 | 0.5 |
GCr15SiMn标准值 | ≤1.5 | ≤2.5 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤3.5 | ≤2.5 |
采用HB-3000布氏硬度计,检测环件端面硬度。对金相试样进行横截面退火组织和纵截面退火组织观察,均满足JB/T 1255-2014锻件要求。对退火态试块进行不同温度淬火,淬火温度为810、830、850、870和930℃,时间40min,之后在175℃回火2.5h。测量试样淬火及回火后的硬度;观察显微组织和形貌,采用
磁轭法对试样进行
裂纹检测。试验结果表明:(1)对于新型高碳铬轴承钢GCr17Mo,在淬火时间40min条件下,当淬火温度为810、830和850℃时,淬回火组织级别分别为2、3、3,淬回火后硬度为60.5~62.3HRC符合要求,且无淬火裂纹;当淬火温度为870、930℃时,组织
过热不合格,且有细小淬火裂纹出现。综合考虑淬火加热温度在820~850℃比较合理。(2)在淬火温度830℃条件下,淬火时间15min时,GCr17Mo淬回火后组织为块状
屈氏体,大于2级,硬度较低为59.0HRC。实际生产中,加热时间的确定可参照高碳铬轴承钢GCr15SiMn。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。