【摘 要】
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本文选用了真空脱气+连铸的冶炼工艺制备GCr15轴承钢作为实验原料,进行了一次淬回火工艺和不同双细化工艺下的的组织表征、硬度、室温拉伸、室温冲击、旋转弯曲疲劳、接触疲劳试验。对不同的双细化工艺进行了组织表征,通过光学显微镜和扫描电镜进行表征和分析,发现经过两次循环淬回火处理可以将原奥氏体晶粒尺寸从一次淬回火条件下的8μm细化至4.38μm,碳化物平均尺寸从一次淬回火条件下的0.47μm细化至0.3
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本文选用了真空脱气+连铸的冶炼工艺制备GCr15轴承钢作为实验原料,进行了一次淬回火工艺和不同双细化工艺下的的组织表征、硬度、室温拉伸、室温冲击、旋转弯曲疲劳、接触疲劳试验。对不同的双细化工艺进行了组织表征,通过光学显微镜和扫描电镜进行表征和分析,发现经过两次循环淬回火处理可以将原奥氏体晶粒尺寸从一次淬回火条件下的8μm细化至4.38μm,碳化物平均尺寸从一次淬回火条件下的0.47μm细化至0.39μm,抗拉强度提高约400MPa,伸长率提高1倍,冲击韧性基本不变;而经过三次循环淬回火可以将原奥晶粒尺寸细化至3.93μm,碳化物平均尺寸细化至0.41μm,抗拉强度提高约300MPa,伸长率提高约一倍,冲击韧性略微提高,到第四次淬回火处理时,原奥氏体晶粒平均尺寸为4.05μm,碳化物平均尺寸为0.43μm,抗拉强度提高约350MPa,伸长率提高约1.5倍,断面收缩率提高约2.5倍,冲击韧性略微下降;随淬回火次数的增加,屈服强度持续下降。通过XRD对不同工艺下的残余奥氏体、位错密度进行定量表征发现一次淬回火下残余奥氏体的含量为8.33%,位错密度为1.8355×1012/cm~2,经过两次淬回火处理的残余奥氏体含量为11.26%,位错密度为2.4488×1012/cm~2,经过三次淬回火处理的残余奥氏体含量为12.03%,位错密度为3.0864×1012/cm~2,经过四次淬回火处理的残余奥氏体含量为13.68%,位错密度为2.6429×1012/cm~2。对比晶粒尺寸、碳化物尺寸、残余奥氏体含量、位错密度的变化发现,冲击韧性的下降主要是因为位错密度增加,造成塑性增加,韧性下降;抗拉强度的变化主要是晶粒细化与残余奥氏体的Trip效应共同作用所导致,在拉伸的第二阶段,随着残余奥氏体含量的逐渐增多,Trip效应越发明显,抗拉强度也越高,同时在第二次和第三次淬回火之间因为亚微米级碳化物的增多产生了强化,使得第二次淬回火状态下,抗拉强度反而比第三次、第四次淬火后的要高。通过旋转弯曲疲劳和接触疲劳试验验证了双细化工艺（两次淬回火）可以有效提高疲劳寿命。
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