在我国,随着高端装备制造业的发展以及对轴承部件小型轻量化的重视,使得对轴承用钢GCr15的产品质量提出了更高的要求,尤其对GCr15钢中网状碳化物的要求变得更加苛刻。虽然在轴承钢生产过程中已广泛应用先进的设备和新的技术,但是关于轴承钢网状碳化物析出问题仍然没有得到有效的解决。本文结合南钢实际情况,通过实验室模拟、现场试验以及温度场模拟,对轴承钢网碳的控制进行了相关分析研究。主要研究工作内容及结论如下:(1)在实验室MMS-200多功能热力模拟实验机上对GCr15轴承钢进行热模拟实验,结果表明,GCr15轴承钢试样经热轧后在连续冷却过程中,冷却速度和变形温度对晶界处二次碳化物形貌具有重要影响,随冷却速度增加,晶界处二次碳化物由连续的网状结构逐渐转变为断续状;随变形温度降低,二次碳化物出现碎断现象。(2)采用大型商业有限元软件MSC.Marc对Φ23mm和Φ40mm轴承钢棒材热轧后快速冷却过程中的温度场进行模拟,根据棒材断面不同位置处温度和冷却速度对现有冷却工艺进行了分析,温度的模拟结果与测量结果吻合较好。(3)将正交试验设计方法和有限元模拟相结合,以Φ40mm轴承钢棒材为研究对象,对控冷工艺参数进行主次分析,讨论各个参数对试验指标的影响趋势,同时利用方差分析确定控冷参数中的敏感因素,结果表明水冷段长度对试验指标影响最大,可为生产线穿水冷却工艺的优化提供参考。(4)在轧后穿水水压不变的前提下,在精轧机前增设预穿水冷却装置进行“低温轧制”试验。试验结果表明,在生产中能够通过调节预穿水水压实现“低温轧制”,轴承钢中碳化物网状级别随穿水水压的增加而降低。(5)提出轴承钢棒材高温轧后采用二次分段水冷工艺,并采用有限元软件MSC.Marc模拟了不同规格GCr15轴承钢在分段冷却过程中的温度场。结果表明,经分段冷却后高温轴承钢棒材断面不同位置处均可达到抑制网碳析出、过冷奥氏体完全发生珠光体转变的条件,达到了进行水冷工艺优化的目的。