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1、GCr15球化退火問(wèn)題軸承鋼主要用制造滾動(dòng)軸承滾珠、滾柱和套圈等,有時(shí)也用來(lái)制造工具，如沖模、量具、絲錐等。軸承在工作時(shí)承受著高的集中交變載荷，由于滾珠與軸承套圈之間的接觸面積小，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還有滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦。所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。因此軸承鋼需具有隱晶回火馬氏體+細(xì)小滲碳體顆粒組織。對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明,只有當(dāng)軸承零件的原始組織為細(xì)球狀珠光體時(shí),經(jīng)過(guò)
2、淬火加低溫回火后,才能獲得隱晶回火馬氏體及在其上分布著細(xì)小碳化物顆粒的組織,這種金相組織才使得軸承零件具有高強(qiáng)度和韌性.GCr15是一種合金含量較少、具有良好性能、應(yīng)用最廣泛的高碳鉻軸承鋼占世界軸承鋼生產(chǎn)總量的80%以上。含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今110多年，主要成分基本沒(méi)有改變，現(xiàn)在生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)鋼號(hào)化?學(xué)?成?分?%??CSiMnPSCrMoNiYB(T)1-91GCr150.95-1.050.15-0.350.25-0.45＜0.
3、025＜0.0251.40-1.65?＜0.30GCr15鋼是經(jīng)過(guò)淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對(duì)形成白點(diǎn)敏感性能大，有回火脆性。所以要用球化退火。將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac1以上20~30℃的溫度（比不完全退火更低一些），保溫后，再以每小時(shí)20～50℃的速度降至鋼的Ac1以下一個(gè)溫度，并在這個(gè)溫度下保溫一段較長(zhǎng)的時(shí)間，最后隨爐冷到450~500℃左右出爐，再在空氣中冷卻。通過(guò)這種退火后，珠光體中滲碳體及過(guò)剩滲碳體都呈球狀分布，故稱(chēng)球化退火
4、。目前,在工業(yè)生產(chǎn)中GCr15鋼多采用等溫球化退火處理工藝,它是利用不均勻奧氏體中未溶碳化物或奧氏體中高濃度碳偏聚區(qū)的非自發(fā)形核的有利作用來(lái)加速球化。對(duì)于細(xì)珠光體組織,如果加熱到A1溫度以上,隨后緩冷到A1以下,那么這種細(xì)珠光體組織則往往會(huì)被緩冷或保溫過(guò)程中形成的粗大珠光體組織所替代,其結(jié)果反而不利于碳化物的球化[4];同時(shí),在保溫過(guò)程中又不斷有滲碳體顆粒按Ostwald熟化機(jī)制長(zhǎng)大,使球化的滲碳體變大。什么是球化退火？球化退火操作操作時(shí)應(yīng)注意些什么？怎樣縮短球化退火的時(shí)間？球化退火主要用于過(guò)共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具
5、，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準(zhǔn)備。GCr15鋼的退火加熱范圍為780～810℃,因而該廠(chǎng)采用790℃.冷卻速度控制在15～20℃?h范圍內(nèi),整個(gè)工藝過(guò)程需要17h.該廠(chǎng)根據(jù)這一工藝路線(xiàn)對(duì)軸承零件進(jìn)行球化處理,要求硬度為179～207HBS,球化組織級(jí)別為2～4級(jí).將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac以上20-30℃的溫度(比不完全退火溫度更低一些)；保溫后，再以每小時(shí)20-50℃的速度降至該鋼的Ar1以下一個(gè)溫度，并在這個(gè)溫度下保溫一段較長(zhǎng)的時(shí)間，最后隨爐冷到450-500℃
6、左右出爐，再在空氣中冷卻。通過(guò)這種退火后，珠光體重點(diǎn)滲碳體極過(guò)剩滲碳體，都呈球狀分布，故稱(chēng)球化退火，是不完全退火的特殊操作，也是不完全退火的發(fā)展，它與等溫退火是有區(qū)別的，我們不能把它們混淆起來(lái)。球化退火之所以能使?jié)B碳體球化，是因?yàn)樗募訜釡囟戎桓哂贏c1不多，珠光體雖然轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，但還有大量的碳化物保留著，在冷卻的時(shí)候，為溶于奧氏體中的碳化物，作為結(jié)晶核心；另外碳化物溶于奧氏體中，并不等于奧氏體的成分已經(jīng)均勻，在碳化物原先存在的地方，含碳濃度就高。這樣就造成了奧氏體中各處碳濃度的差別，因此，當(dāng)濃度不均勻的奧氏體冷卻到Ar1以
7、下時(shí)，未溶的碳化物及濃度不均勻的奧氏體，便析出碳化物，同時(shí)由于表面張力的作用形成了球粒狀珠光體。為了保證球化退火的質(zhì)量，在進(jìn)行球化退火時(shí)，必須嚴(yán)格注意下述幾個(gè)方面。(一)嚴(yán)格控制加熱溫度與保溫時(shí)間嚴(yán)格控制加熱速度是保證得到球狀珠光體的主要條件。對(duì)任何鋼種來(lái)說(shuō)，球化退火加熱溫度只能是該鋼的Ac1以上20-30℃。如果加熱溫度過(guò)高，則退火后便不能得到完全的球狀球狀珠光體，可能為球狀和片狀珠光體的混合物，甚至全部為片狀珠光體。這是因?yàn)闇囟雀吡?，使奧氏體化學(xué)成分均勻化而造成的。反之，如果加熱溫度太低，原來(lái)組織中的片狀珠光體，未能轉(zhuǎn)變而
8、球化，因而也能達(dá)到預(yù)期的效果。球化退火的保溫時(shí)間也十分重要，球化退火的保溫時(shí)間一般較長(zhǎng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大約每一厘米厚度或直徑需要0.5-1.0小時(shí)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，為了加熱均勻和使原來(lái)的珠光體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，保溫時(shí)間勢(shì)必大為增加。因此，對(duì)每個(gè)車(chē)間生產(chǎn)條件來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實(shí)
