CN107058692A - 一种GCr15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法 - Google Patents

一种GCr15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于轴承钢热处理领域,特别涉及一种GCr15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法。针对现有GCr15轴承钢在球化处理过程中存在的球化时间过长等问题,通过对轧制温度的合理选取,采用优化的球化处理工艺,控制轧制过程中的先共析碳化物通过形变诱导的方式析出,缩短球化退火所需要的时间,提高能效。本发明方法采用的是在线球化退火的方法,而且仅需要较短的后续球化处理时间即可形成较为良好的球化组织。从金相组织观察分析,球化退火后的组织为细铁素体及细小弥散的球状碳化物颗粒,球化等级可以达到1级,硬度为200HV,硬度也达到了使用要求。

Description

一种GCr 15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法
技术领域
[0001]本发明属于轴承钢热处理领域,特别涉及一种GCrl5轴承钢热轧后在线快速球化 退火方法。
背景技术
[0002]轴承广泛应用于国民经济的各个领域,在国际上素有“工业的心脏”之称。轴承质 量除了轴承结构设计,制造精度外,轴承用钢是关键,其对轴承产品的加工质量,使用寿命 和可靠性能具有至关重要的作用。
[0003]滚动轴承常见的失效形式是疲劳剥落,即接触疲劳破坏,服役状态下的GCrl5轴承 显微组织由马氏体、碳化物和少量残余奥氏体组成,其中碳化物的含量、大小、形貌和分布 不仅影响马氏体的分布和性能,也影响最终整个轴承的服役性能,对接触疲劳寿命的影响 尤为显著,为了提高轴承的接触疲劳寿命,要求轴承钢中的未溶碳化物颗粒细小、圆整、均 匀分布。由于最终淬回火后的组织中碳化物颗粒的尺寸与分布在很大程度上取决于球化预 处理后颗粒的尺寸与分布,因此需要对球化预处理过程中的碳化物颗粒进行球化处理,以 获得细小、圆整、均匀分布的球化组织。轴承钢的快速球化退火工艺的研宄虽然取得了长足 的进步,但热乳后为获得理想球化组织需要进行球化退火,生产周期长且生产工序复杂。
[0004] 工业上常用的轴承钢的退火工艺主要有以下几种:
[0005] (1)连续球化退火
[0006] 将钢加热到略高于Acl (如:GCrl5轴承钢为780〜810°C)保温一定时间,随后在炉中 以15〜25t:/h的冷却速度冷却至650°C以下出炉空冷。该工艺热处理时间长达20h以上,为 了提高劳动生产率,工业生产中普遍推广等温球化退火工艺。
[0007] (2)等温球化退火
[0008] 将钢加热到略高于Acl保温一定时间,随后快冷至Arl以下某一温度范围内(680〜 720°C)进行等温转变,即奥氏体转变成为铁素体+碳化物颗粒,然后随炉冷却至65(rC出炉 空冷。与连续球化退火相比,等温球化退火工艺所需时间较短,但耗时仍超过l〇h。
[0009] ⑶周期球化退火
[0010]将钢加热到略高于Acl进行保温,然后快冷至Arl以下保温,之后再加热至Acl以上温 度保温,随后又快冷至Ari以下保温,反复重复之前的过程,最后随炉冷却至650°C后出炉空 冷。该工艺球化效果充分,但工艺操作较为繁琐。 因此,开发一种新的乳制及热处理工艺,实现GCrl5钢的在线球化,乳后采用较短 的时间,通过较为简易的操作过程即可获得理想的球化组织,具有非常重要的科学意义和 经济效益。
发明内容
[0012] 针对现有GCrl5轴承钢在球化处理过程中存在的球化时间过长等问题,本发明的 目的在于提供一种GCr I5轴承钢热乳后在线快速球化退火的方法,通过对乳制温度的合理 选取,采用优化的球化处理工艺,控制乳制过程中的先共析碳化物通过形变诱导的方式析 出,缩短球化退火所需要的时间,提高能效。
[0013]本发明的技术方案是:
[0014] —种GCrl5轴承钢热轧后在线快速球化退火方法,按以下步骤进行:
[0015] ⑴将待轧试样在电阻炉中加热到1〇〇〇〜1200°C,等温时间为30〜60min;
[0016] (2)样品初始等温处理后,在950〜1000°C进行单道次乳制,压下量为20%〜30%;
[0017] (3)第一道次轧制后,待温至760〜800°C,进行三道次乳制,三道次压下量分别为 10% 〜25%、10% 〜25%、10% 〜25%;
[0018] ⑷将乳后钢板放入电阻炉中进行等温处理,等温温度为720〜75(TC,等温时间为 3〜5h;等温处理后,炉冷至600±20°C,空冷。
[0019]所述的GCrl5轴承钢热轧后在线快速球化退火方法,电阻炉采用高温箱式电阻炉 或东、西贯通式热处理炉。
[0020]本发明的技术原理是:通过再结晶区的乳制变形进一步缩小奥氏体晶粒尺寸,高 于An以上一定温度的变形可以通过形变诱导作用诱导先共析碳化物在原奥氏体晶界和晶 内析出,并在随后的72〇〜750°C的等温过程中成为新的球状碳化物析出的形核点,促使珠 光体转^以离异共析的形式进行,从而形成球状珠光体组织。需要注意的是,Ar3点以上的变 形需要采用的是多道次小变形量的变形,才能更有效的促使球状碳化物在晶内和晶界有效 析出,而不是过多的聚集在晶界形成新的网状碳化物。
[0021]本发明的优点及有益效果是:
[0022] 1、本发明方法采用的是在线球化退火的方法,而且仅需要较短的后续球化处理时 间即可形成较为良好的球化组织。从金相组织观察分析,球化退火后的组织为细铁素体及 细小弥散的球状碳化物颗粒,球化等级可以达到1级,硬度为200HV,硬度也达到了使用要 求。
[0023] 2、与传统的球化退火工艺相比,本发明方法的等温时间短,能耗低,生产效率高。
[0024] 3、与新型的双相区低温轧制相比,本发明方法的乳制温度较高,乳制抗力较小,具 有重要的实际生产意义。
附图说明
[0025]图1为本发明实施例1的处理后的金相组织显微图。
[0026]图2为本发明对比例1的处理后的金相组织显微图。
[0027]图3为本发明对比例2的处理后的金相组织显微图。
[0028]图4为本发明对比例3的处理后的金相组织显微图。
[0029]图5为本发明对比例4的处理后的金相组织显微图。
[0030]图6为本发明对比例5的处理后的金相组织显微图。
具体实施方式
[0031]本发明实施例中,按重量百分比计,GCrl5轴承钢的成分为:c 1%,Cr 1.51%,Si 〇.22%,Mn 0.3%,Ni 0.18%,S 0.002%,P 0.002%,Cu 0.08%,Ti 0.005%,Mo 0.04%, A1 0.02%,余量为Fe和不可避免杂质,GCrl5轴承钢乳制前的尺寸为25mmX30mmX150mm。
[0032]本发明实施例中,热轧过程中采用的轧机为东北大学轧制技术及连轧自动化国家 重点实验室(RAL)的400新型异步热轧实验轧机。电阻炉为沈阳通用电炉厂生产的RX-36-10 东、西贯通式热处理炉或上海汇电炉有限公司生产的HL07-22高温箱式电阻炉。观测金相组 织的设备为奥林巴斯BX53MRF型金相显微镜。硬度性能测试采用的设备为日本FUTURE-TECH 公司生产的显微硬度计,采用的载荷为5〇gf。球化效果等级评定参照GB/T 18254-2002标 准,采用的图像为奥林巴斯BX53MRF型金相显微镜拍摄的金相组织。
[0033]下面,通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
[0034] 实施例1
[0035] 本实施例的GCrl5轴承钢热乳后在线快速球化退火方法,按以下步骤进行:
[0036] 1、将待乳试样在高温箱式电阻炉中加热到l〇〇〇°C,等温处理30min。
[0037] 2、样品初始厚度为25mm,等温处理后,在l〇〇(TC进行单道次乳制用以细化奥氏体 晶粒,压下量为7mm,乳后厚度约为18mm。
[OO38] 3、第一道次乳制后,空冷待温至780°C,进行连续的三道次乳制,每道次压下量分 别为5_、4111111、411]111,乳后厚度约为6111111,终轧温度约为760°(:。
[0039] 4、将乳后钢板放入东、西贯通式热处理炉中进行等温处理,等温温度为72(TC,等 温时间4h,等温处理后,炉冷至600°C,将炉冷后的板材进行空冷处理。
[0040] 5、如图1所示,采用奥林巴斯BX53MRF型金相显微镜进行金相组织观察,获得球化 处理后的金相组织,根据GB/T 18254-2002标准中的金相组织球化评级为1级,显微硬度约 为200HV。
[0041] 对比例1
[0042]将待乳试样在高温箱式电阻炉中随炉加热到l〇〇(TC,等温处理30min。从电阻炉中 取出后直接淬火,用以观察奥氏体化的情况,避免存在未溶碳化物的情况。如图2所示,从金 相组织可以看出,组织由完全的马氏体组织构成,可见在l〇〇〇°C等温30min后组织已经实现 了完全的奥氏体化,可以排除未溶碳化物的影响。
[0043] 对比例2
[0044]方法同实施例1,不同点在于:1000 °c进行压下量为7mm的变形后,空冷待温至750 °C进行三道次压下量分别为5mm、4mm、4mm的变形。随后进行720°C等温处理4h,炉冷至600 °C,将炉冷后的板材进行空冷处理。如图3所示,通过奥林巴斯BX53MRF型金相显微镜获得的 金相组织,只在原奥氏体晶界周围存在少量球状碳化物,根据GB/T 18254-2002标准中的金 相组织碳化物网状评级为2级,显微硬度为261HV。
[0045] 对比例3
[0046] 方法同实施例1,不同点在于:i〇〇(TC进行压下量为7mm的变形后,空冷待温至900 °C进行三道次压下量分别为5mm、4mm、4mm的变形。随后进行72(TC等温处理4h,炉冷至600 °C,将炉冷后的板材进行空冷处理。如图4所示,通过奥林巴斯BX53MRF型金相显微镜获得的 金相组织,可以看出整体组织由片状珠光体和网状碳化物组成,基本未发生球化。根据GB/T 18254-2002标准中的金相组织碳化物网状评级为3级,显微硬度约为272HV。
[0047] 对比例4
[0048]方法同实施例1,不同点在于:i〇〇(TC进行压下量为7mm的变形后,空冷待温至780 °C进行单道次压下量为13mm的大变形量的变形。随后进行720 °C等温处理4h,炉冷至600 °C, 将炉冷后的板材进行空冷处理。如图5所不,通过奥林巴斯BXMMRF型金相显微镜获得的金 相组织,组织由片状珠光体和网状碳化物组成,基本未发生球化。根据GB/T 18254-2002标 准中的金相组织碳化物网状评级为3级,显微硬度约为283HV。
[0049] 对比例5
[0050] 采用传统的无变形的球化退火工艺,将同等尺寸的试样加热至1 〇〇〇 °c,随后炉冷 至72〇 °C进行等温处理4h,炉冷至6〇0 °C后,取出板材进行空冷处理。如图6所示,通过奥林巴 斯BX53MRF型金相显微镜获得的金相组织,从图中可以看出,原奥氏体晶内存在少量球状碳 化物,但是网状碳化物情况严重,根据GB/T 18254-2002标准中的金相组织碳化物网状评级 为3级,显微硬度为289HV。

Claims (2)

1.一种GCr 15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法,其特征在于,按以下步骤进行: ⑴将待乳试样在电阻炉中加热到1000〜1200°C,等温时间为30〜60min; ⑵样品初始等温处理后,在950〜1000°C进行单道次轧制,压下量为20%〜30%; (3) 第一道次乳制后,待温至760〜800°C,进行三道次轧制,三道次压下量分别为1〇% 〜25%、10% 〜25%、10%〜25%; (4) 将轧后钢板放入电阻炉中进行等温处理,等温温度为720〜750°C,等温时间为3〜 5h;等温处理后,炉冷至600±20°C,空冷。
2.按照权利要求1所述的GCrl5轴承钢热轧后在线快速球化退火方法,其特征在于,电 阻炉采用高温箱式电阻炉或东、西贯通式热处理炉。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108709885A (zh) * 2018-03-02 2018-10-26 江苏保捷精锻有限公司 一种轴承产品的球化退火金相检验方法
CN110283975A (zh) * 2019-08-02 2019-09-27 东北大学 轧制-等温球化退火处理制备GCr15轴承钢的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85101950A (zh) * 1985-04-01 1986-08-27 云南轴承厂 高碳低合金钢高温形变球化退火工艺
JPS62196324A (en) * 1986-02-22 1987-08-29 Nippon Steel Corp Manufacture of high carbon martensitic stainless steel suitable for quenching treatment
CN100999775A (zh) * 2006-09-27 2007-07-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种中碳钢在线球化轧制工艺
CN101045238A (zh) * 2007-04-30 2007-10-03 马鞍山钢铁股份有限公司 中碳合金冷镦钢在线软化轧制方法
CN102433502A (zh) * 2011-12-23 2012-05-02 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 一种GCr15轴承钢球化退火工艺
CN103447299A (zh) * 2013-09-13 2013-12-18 湖州市银鑫轧辊有限公司 一种低碳钢的轧制工艺
CN104328259A (zh) * 2014-10-13 2015-02-04 北京科技大学 一种GCr15高碳铬轴承钢在线快速球化退火工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85101950A (zh) * 1985-04-01 1986-08-27 云南轴承厂 高碳低合金钢高温形变球化退火工艺
JPS62196324A (en) * 1986-02-22 1987-08-29 Nippon Steel Corp Manufacture of high carbon martensitic stainless steel suitable for quenching treatment
CN100999775A (zh) * 2006-09-27 2007-07-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种中碳钢在线球化轧制工艺
CN101045238A (zh) * 2007-04-30 2007-10-03 马鞍山钢铁股份有限公司 中碳合金冷镦钢在线软化轧制方法
CN102433502A (zh) * 2011-12-23 2012-05-02 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 一种GCr15轴承钢球化退火工艺
CN103447299A (zh) * 2013-09-13 2013-12-18 湖州市银鑫轧辊有限公司 一种低碳钢的轧制工艺
CN104328259A (zh) * 2014-10-13 2015-02-04 北京科技大学 一种GCr15高碳铬轴承钢在线快速球化退火工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108709885A (zh) * 2018-03-02 2018-10-26 江苏保捷精锻有限公司 一种轴承产品的球化退火金相检验方法
CN108709885B (zh) * 2018-03-02 2020-12-18 江苏保捷精锻有限公司 一种轴承产品的球化退火金相检验方法
CN110283975A (zh) * 2019-08-02 2019-09-27 东北大学 轧制-等温球化退火处理制备GCr15轴承钢的方法
WO2021022542A1 (zh) * 2019-08-02 2021-02-11 东北大学 轧制-等温球化退火处理制备GCr15轴承钢的方法

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