金属半固态成形技术是研究前景很好的无余量加工技术之一,它不仅能生产制造形状复杂的零件,而且产品的力学性能好。自上个世纪70年代被提出后,已经在镁铝等低熔点合金成形中迅速发展并已实现工业化生产。由于钢和其他高熔点合金的固液两相温度区间范围较窄,且受加工设备耐高温性能的限制,故难以测量其半固态流变行为和获得非树枝状等轴晶体结构。因此国内外对高熔点合金(如钢铁等)半固态坯料制备的研究很少。开展100Cr6轴承钢半固态坯料的制备及组织分析,对高熔点合金半固态成形技术及其相关领域的研究将提供一些理论依据。本文以100Cr6轴承钢为研究对象,先采用SIMA法反复镦拔预变形工艺细化晶粒,然后将预变形后的100Cr6钢进行等温处理,制备了半固态坯料;分析了半固态坯料组织,测试了硬度,研究了半固态制坯工艺参数对其组织和硬度的影响,获得了合理的半固态制坯工艺参数。主要研究内容及分析结果如下:1.根据不同参数下反复镦拔预变形工艺设计了实验方案,先将100Cr6钢柱形坯料在燃煤反射加热炉中加热到1200℃,并均温15min,然后按实验方案在锻锤上进行反复镦粗拔长变形,并立即水淬激冷,然后在光学显微镜上观测晶粒组织,研究了预变形工艺中反复镦拔次数细化100Cr6轴承钢晶粒的规律。研究发现:随着反复镦拔次数由0增加到3,晶粒的平均直径先快速减小再缓慢减小,细化晶粒的效果逐渐降低;试样中心晶粒的平均直径减小了90.4%,边缘晶粒的平均直径减小了91.7%。2.按等温处理工艺参数设计了实验方案,将预变形已经晶粒细化的100Cr6钢试样按实验方案再加热保温,并立即水淬,然后利用光学显微镜观测其晶粒组织,研究了等温处理工艺参数对100Cr6钢半固态组织的影响,确定了100Cr6钢合理的半固态制坯工艺。实验结果表明:加热到1420℃并保温30min,能获得较理想的半固态组织。3.利用扫描电镜、硬度计、能谱分析仪等设备,观测分析了100Cr6钢半固态坯料的组织和硬度,研究发现:经预变形细化晶粒的100Cr6钢在经半固态处理和快速激冷后,晶粒为马氏体组织,但晶界有大量残余奥氏体,并且有少量链状MnS沉淀物沿晶界析出。半固态坯料的硬度,随等温处理工艺参数不同而变化不大,但相比于常规锻造所得坯料的硬度略有降低。