楊修建 周建峰 郝永成

作為機械設(shè)備基礎(chǔ)零件之一的軸承，必須具備高的疲勞強度、彈性強度、屈服強度和韌性，高的耐磨性能，上述要求主要與材料的純凈度和均勻性有關(guān)，碳化物的均勻性包括碳化物的顆粒大小、間距、形態(tài)分布等，液析碳化物、帶狀碳化物、網(wǎng)狀碳化物的評級級別是衡量碳化物均勻性的重要指標。

本試驗對GCr15鋼在軋后和球化退火狀態(tài)下碳化物帶狀的級別變化進行比對，對其機理進行了研究。

一、實驗方法

實驗分兩部分，一是取7爐GCr15軋后坑冷后試樣進行碳化物帶狀檢驗，二是取7爐GCr15軋后穿水坑冷球化退火后試樣進行碳化物帶狀檢驗，研究球化退火對碳化物帶狀的影響。

二、檢驗結(jié)果和討論

2.1軋后狀態(tài)

取7爐GCr15軋后坑冷后試樣，每爐取5支試樣，試樣經(jīng)淬火（加熱溫度：820℃）回火（溫度：150℃）熱處理后，研磨、拋光、深腐蝕后檢驗碳化物帶狀，按照GB/T18254-2002標準評級，檢驗結(jié)果見表1。

2.2退火狀態(tài)

取7爐GCr15軋后穿水坑冷后球化退火試樣，每爐取5支試樣，試樣經(jīng)淬火（加熱溫度：820℃）回火（溫度：150℃）熱處理后，研磨、拋光、深腐蝕后檢驗碳化物帶狀，按照GB/T18254-2002標準評級，檢驗結(jié)果見表2。

2.3討論

根據(jù)表1、表2的檢驗結(jié)果可以看出球化退火后，碳化物帶狀加重了0.86級，同時軋后狀態(tài)的碳化物顆粒細小，球化退火后碳化物顆粒粗大，見照片1、2。

GCr15的Ac1點是760℃（見表3），軋后狀態(tài)的試樣淬火加熱溫度：820℃，一般淬火加熱時間是30分鐘左右，組織狀態(tài)處于滲碳體與奧氏體的兩項區(qū)，由于保溫時間較短，過剩的碳化物絕大部分都固溶在基體中，只有少量的碳化物析出，碳化物自然就會細小分散，級別較低。軋后組織在球化退火處理時，球化溫度為780℃，組織狀態(tài)處于滲碳體與奧氏體的兩項區(qū)，保溫時間大約為15小時，碳化物充分析出，組織為鐵素體與碳化物顆粒，同時在球化退火的保溫階段碳化物質(zhì)點以“吞并”細小質(zhì)點的方式長大，并在降溫階段作為核心繼續(xù)聚集長大，在高濃度帶中得到粗大的、聚集在一起的碳化物顆粒。試樣在820℃淬火加熱時，部分碳化物顆粒溶于奧氏體中，所以球化退火后的帶狀組織級別較高，碳化物顆粒較粗大。

GCr15的相變溫度

三、結(jié)論

碳化物帶狀是鋼液在凝固過程中形成的結(jié)晶偏析，造成碳高低濃度不同的偏析帶，軋制延伸后，由于冷速較快，過剩的碳化物絕大部分都固溶在基體中，碳化物自然就會細小分散，級別較低。所以，軋后穿水冷卻鋼材的帶狀級別比低溫終軋空冷鋼材低，球化退火鋼材的帶狀級別比軋后冷卻鋼材的帶狀級別高。