CN107746932A - 一种GCr15轴承钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种GCr15轴承钢的制备方法，属于冶金材料领域。一种GCr15轴承钢的制备方法，所述方法包括轧制和退火的步骤，其中，所述退火的步骤为：钢材终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃～510℃，随后将钢材加热至亚临界温度690℃～710℃进行退火，退火时间4～5h，最后空冷至室温。本发明的方法利用了轧后余热，节省了能源，缩短了生产周期。

Description

一种GCr15轴承钢的制备方法
技术领域
本发明涉及一种GCr15轴承钢的制备方法，属于冶金材料领域。
背景技术
为了改善GCr15轴承钢的冷加工性能，热变形后需要对其进行球化退火。目前，工业生产中多采用离线临界球化退火方法，即轧后冷却至室温，随后再加热至临界区间温度进行等温球化退火。该方法生产周期较长，球化退火后碳化物尺寸较大。因此，需要一种生产周期较短并且可有效细化碳化物尺寸的轴承钢球化退火方法。
发明内容
针对目前GCr15轴承钢球化退火周期较长，球化后碳化物尺寸较大的问题，本发明提供了一种GCr15轴承钢的制备方法，其中所述退火步骤为在线亚临界球化退火方法。本发明所述的一种GCr15轴承钢亚临界球化退火方法，有利于节省能源、缩短生产周期，并且可以有效细化球化碳化物尺寸。
一种GCr15轴承钢的制备方法，所述方法包括轧制和退火的步骤，其中，所述退火的步骤为：钢材终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃～510℃，随后将钢材加热至亚临界温度690℃～710℃进行退火，退火时间4～5h，最后空冷至室温。
优选地，所述退火的步骤为：钢材终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃，随后将钢材加热至亚临界温度700℃进行退火，退火时间4h，最后空冷至室温。
本发明所述GCr15轴承钢的制备方法中轧制的步骤优选为：将钢锭或连铸坯加热至1200℃，保温时间0.5～3h，随后进行热轧，其中，开轧温度为1050℃～1200℃，终轧温度为800℃～1050℃，得到尺寸为Φ10mm～Φ30mm的钢棒。
上述技术方案中，所述钢锭或连铸坯可根据现有技术公开的GCr15轴承钢钢锭和连铸坯的制备方法制得或直接商业购得。
进一步地，所述GCr15轴承钢各组分重量百分比为：C0.95～1.05％，Si0.15～0.35％，Mn0.25～0.45％，Cr1.40-1.65％，余量为Fe。
本发明所述GCr15轴承钢的制备方法一个优选的技术方案为：所述方法包括下述工艺步骤：
步骤1、按GCr15轴承钢的成分备料，各组分重量百分比为：C0.95～1.05％，Si0.15～0.35％，Mn0.25～0.45％，Cr1.40～1.65％，余量为Fe；
步骤2、按照电炉流程制备重量≤5t的GCr15钢锭或截面尺寸为150～300×150～300mm的连铸坯；
步骤3、将钢锭或连铸坯加热至1200℃，保温时间0.5～3h，随后进行热轧，其中，开轧温度为1050℃～1200℃，终轧温度为800℃～1050℃，得到尺寸为Φ10mm～Φ30mm的钢棒，终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃～510℃，随后直接将钢棒加热至亚临界温度690℃～710℃进行在线退火，退火时间4～5h，最后空冷至室温。
上述技术方案中，所述步骤3中，所述开轧温度1100℃，终轧温度860℃；终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃，随后直接加热至700℃，退火4h，最后空冷至室温。
上述技术方案中，所述步骤2中，所述电炉流程为现有技术公开的用于制备GCr15轴承钢的电炉流程。
本发明的有益效果：本发明所述的一种GCr15轴承钢在线亚临界球化退火方法与常规的离线临界球化退火相比，轧后未冷至室温，而且直接加热到亚临界温度690℃～710℃进行在线球化。本发明的方法利用了轧后余热，节省了能源，缩短了生产周期。轧后以10～30℃/s的速度进行水冷，可以有效抑制先共析碳化物的析出，进而避免形成网状碳化物；水冷至450℃～510℃时，可以形成片层间距较小的珠光体，并且由于温度较低，珠光体的协同长大机制难以维持，使得珠光体中的部分渗碳体呈断续状，这有利于加速随后的球化过程。此外，本发明的在线亚临界退火方法可以获得较为细小的球化碳化物尺寸。
附图说明
图1为本发明所述的在线亚临界球化退火工艺示意图；
图2为本发明实施例中常规的离线临界球化退火工艺示意图；
图3为本发明实施例中第一组GCr15轴承钢在线亚临界球化退火后的显微组织；
图4为本发明实施例中第二组GCr15轴承钢在线亚临界球化退火后的显微组织；
图5为本发明实施例中第三组GCr15轴承钢在线亚临界球化退火后的显微组织；
图6为本发明实施例中第四组GCr15轴承钢离线临界球化退火后的显微组织。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明实施例中采用的GCr15轴承钢连铸坯购自抚顺特殊钢股份有限公司，截面尺寸为150×150mm，成分重量百分比为C1.0％，Si0.28％，Mn0.34％，Cr1.57％，余量为Fe。
实施例1
本发明实施例中所选用的GCr15轴承钢连铸坯分为四组，第一组、第二组和第三组按照本发明所述的在线亚临界球化方法进行球化退火，所采用的工艺曲线的示意图如图1所示。为了进行对比，第四组进行了常规的离线临界球化退火，其工艺曲线的示意图如图2所示。
本发明实施例中采用了电子探针(JEOLJXA-8530F)对显微组织进行观察。本发明实施例按照标准的金相制备方法，采用240、600、800、1000、1200和1500号砂纸，对垂直于轧制方向的轴承钢表面进行磨制；采用水溶金刚石研磨膏进行抛光。观察球化退火的显微组织时，采用体积分数为4％的硝酸酒精溶液于室温进行腐蚀，腐蚀时间为8s。
本发明实施例中第一组GCr15轴承钢连铸坯的在线亚临界球化工艺为：将GCr15钢坯加热至1200℃、保温3h，开轧温度为1163℃，经过轧制，得到尺寸为Φ10mm的钢棒，终轧温度为1000℃，终轧后以30℃/s的速度水冷至510℃，然后直接加热至700℃，在该温度下保温4h后空冷至室温。球化后的显微组织如图3所示。采用Image-pro Plus软件对碳化物尺寸进行测量，球化碳化物的平均直径为0.191±0.003μm。
本发明实施例中第二组GCr15轴承钢连铸坯的在线亚临界球化工艺为：将GCr15钢坯加热至1200℃、保温3h，开轧温度为1100℃，经过轧制，得到尺寸为Φ10mm的钢棒，其终轧温度为860℃，终轧后以20℃/s的速度水冷至450℃，然后直接加热至700℃，在该温度下保温4h后空冷至室温。球化后的显微组织如图4所示。采用Image-pro Plus软件对碳化物尺寸进行测量，球化碳化物的平均直径为0.214±0.004μm。
本发明实施例中第三组GCr15轴承钢连铸坯的在线亚临界球化工艺为：将GCr15钢坯加热至1200℃、保温3h，开轧温度为1100℃，经过轧制，得到尺寸为Φ20mm的钢棒，其终轧温度为860℃，终轧后以12℃/s的速度水冷至450℃，然后直接加热至710℃，在该温度下保温5h后空冷至室温。球化后的显微组织如图5所示。采用Image-pro Plus软件对碳化物尺寸进行测量，球化碳化物的平均直径为0.244±0.004μm。
本发明实施例中第四组GCr15轴承钢连铸坯的常规的离线临界球化工艺为：将GCr15钢坯加热至1200℃、保温3h，开轧温度为1100℃，经过轧制，得到尺寸为Φ10mm的钢棒，其终轧温度为830℃，终轧后以10℃/s水冷至680℃，然后缓慢冷至室温获得珠光体组织。随后将钢棒随炉加热至800℃，于800℃保温5h后，以120℃/h的速度冷至720℃，等温2h后，以30℃/h的速度冷至650℃，最后空冷至室温。球化后的显微组织如图6所示。采用Image-pro Plus软件对碳化物尺寸进行测量，球化后碳化物平均直径为0.336±0.014μm。

Claims (5)

1.一种GCr15轴承钢的制备方法，其特征在于：所述方法包括轧制和退火的步骤，其中，所述退火的步骤为：钢材终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃～510℃，随后将钢材加热至亚临界温度690℃～710℃进行退火，退火时间4～5h，最后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述退火的步骤为：钢材终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃，随后将钢材加热至亚临界温度700℃进行退火，退火时间4h，最后空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述轧制的步骤为：将钢锭或连铸坯加热至1200℃，保温时间0.5～3h，随后进行热轧，其中，开轧温度为1050℃～1200℃，终轧温度为800℃～1050℃，得到尺寸为Φ10mm～Φ30mm的钢棒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括下述工艺步骤：
步骤1、按GCr15轴承钢的成分备料，各组分重量百分比为：C0.95～1.05％，Si0.15～0.35％，Mn0.25～0.45％，Cr1.40-1.65％，余量为Fe；
步骤2、按照电炉流程制备重量≤5t的GCr15钢锭或截面尺寸为150～300×150～300mm的连铸坯；
步骤3、将钢锭或连铸坯加热至1200℃，保温时间0.5～3h，随后进行热轧，其中，开轧温度为1050℃～1200℃，终轧温度为800℃～1050℃，得到尺寸为Φ10mm～Φ30mm的钢棒，终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃～510℃，随后直接将钢棒加热至亚临界温度690℃～710℃进行在线退火，退火时间4～5h，最后空冷至室温。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述开轧温度1100℃，终轧温度860℃；终轧结束后立即以10～30℃/s的速度水冷至450℃，随后直接加热至700℃，退火4h，最后空冷至室温。
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Patentee after: XUZHOU MINGSHAN ROAD AND BRIDGE MACHINERY EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd.

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