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控轧控冷技术广泛应用于改善钢材组织,以提高其性能。本文采用热模拟试验的方法开展了两方面内容的研究。分析了控轧控冷工艺对GCr15轴承钢显微组织的影响,拟通过控轧控冷工艺的改进生产出免球化退火的轴承钢。研究了控轧工艺对60Si<,2>CrVAT弹簧钢晶粒尺寸的影响。主要研究结果如下:
热模拟结果表明,控轧控冷工艺对GCr15轴承钢组织有显著影响。在单相区变形后,形变奥氏体在0.1℃/s的冷速下能获得有大量粒状渗碳体的退化珠光体,而在较快冷速下,易生成贝氏体和马氏体组织;在双相区变形,能获得片层极细的变形珠光体。但是在本文实验条件下未能通过控轧控冷直接制备出球化良好的GCr15轴承钢。
采用双相区和亚温球化退火工艺研究了GCr15轴承钢热轧材和热模拟试样的碳化物球化行为和力学性能变化。结果表明,热轧材在双相区球化退火时,可获得较高球化率的珠光体,但是球化效率极低,完成一次退火需要9-15小时。在亚温球化退火时,只有能量高的晶界处发生了部分球化,球化率低。而降低轧制温度后的试样在710℃保温2小时就能获得球化率很高的珠光体。因此,通过合适的控轧控冷可明显简化GCr15钢的球化退火处理工艺,较大幅度地缩短球化退火时间。
在对60Si<,2>CrVAT弹簧钢进行性能检测及统计发现,60Si<,2>CrVAT存在规格效应,即小规格力学性能大部分合格,而大规格力学性能合格率不高。通过分析,材料性能不合格的主要原因是由于晶粒粗大引起,为了提高大规格产品的合格率,必须着手于减小晶粒。
通过热模拟试验对晶粒度进行研究发现,随着温度的降低,变形量的增加,奥氏体晶粒明显细小。在等效应变最大的区域,奥氏体动态再结晶并非最完全,而剪应变对动态再结晶的影响较大,在剪应变最大的区域,再结晶最完全,晶粒最细小。