CN113699440A - 一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，涉及冶金特殊钢生产制造领域。本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，所生产的轴承钢棒材中，C、Cr、Nb、Re的含量范围满足如下公式：1.7≤7.88(％C)+0.75(％Nb)+1.48(％Re)‑4.25(％C)(％Cr)≤1.8，利用各元素的复配协调作用，促使二次渗碳体析出的更加细小、弥散和均匀；通过成分设计、低温轧制和轧后快速冷却，抑制二次碳化物在晶界上的析出和聚集长大，以控制GCr15轴承钢棒材的碳化物网状级别≤1.0级，该方法适用于生产规格为Φ16～40mm的轴承钢棒材。
Description
技术领域
本发明涉及冶金特殊钢生产制造领域，更具体地说是一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法。
背景技术
GCr15轴承钢主要是制造轴承滚动体、滚珠、滚柱和滚针等用钢。由于轴承一般都是在恶劣的工作环境中运作，在工作时承受着极大的压力和摩擦力，这就要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性、高的弹性极限。碳化物网状级别就是反应轴承钢均匀性的重要指标之一，碳化物网状是在过共析钢中沿奥氏体晶粒边界析出呈网络状分布的过剩二次碳化物，增加钢的脆性。随着碳化物网状级别的升高，热处理后轴承钢的脆性提高，冲击韧性、抗拉强度和抗弯强度显著下降，接触疲劳强度也会显著降低，这就会导致轴承在使用时会出现磨损不均匀，易于断裂，影响轴承使用寿命。根据研究，高碳铬轴承钢的碳化物网状升高1.0级，可使轴承寿命降低1/3。
经检索，关于解决上述的不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：201610150517.8、申请日为：2016年3月16日、授权公告日为：2017年10月30日，公开了一种轴承钢棒材网状碳化物的控制方法及实施该方法的装置，规格为Φ20～60mm的轴承钢棒材控制终轧温度为940～1000℃，轧后采用双冷区，冷却方式控制轴承钢棒材的冷速，使碳化物网状组织级别控制在1.0级以内。但其发明增加了控冷装置系统，增加了当前钢厂生产线的生产成本和生产难度。
又如中国专利申请号为：201310401556.7、申请日为：2013年9月6日、授权公告日为：2015年7月8日，公开了一种GCr15轴承钢盘条碳化物网状控制方法，其通过加热炉均热段温度控制在1200～1250℃，总在炉时间控制在10～14h，终轧温度≥950℃，线材温度控制在880～930℃，水冷冷却速度50～80℃/s，水冷时间10～50s，集卷温度在200～400℃。但该专利适用于较小规格GCr15轴承钢线材的碳化物网状控制，不适用于较大规格的GCr15轴承钢棒材碳化物网状的控制，且高温轧制的钢材组织较为粗大。
另外，目前国内钢厂生产的轴承钢碳化物网状均匀性较低，严重制约了国内高端轴承的发展，所需的高档轴承生产原料还需从瑞典、日本和德国等国家进口。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中的GCr15轴承钢棒材碳化物网状的控制不适用于较大规格轴承钢棒材，本发明提出一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，通过成分设计、低温轧制和轧后快速冷却，抑制了二次碳化物在晶界上的析出和聚集长大，降低了碳化物网状的级别，该方法适用于生产规格为Φ16～40mm的轴承钢棒材，以控制GCr15轴承钢棒材的碳化物网状级别≤1.0级，从而使生产的轴承具有高的耐磨性和高的接触疲劳寿命。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，生产的轴承钢棒材其组分及重量百分比含量为：C：0.95～1.02％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.25～0.45％、Cr：1.40～1.55％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ni≤0.20％、Mo≤0.10％、Nb：0.02～0.08％、Al：0.015～0.035％、Cu≤0.20％、Re≤0.020％、Ti≤0.0020％、O≤0.0010％、As≤0.040％、Pb≤0.0020％，Ca≤0.0010％，其余为Fe及不可避免杂质，包括如下步骤：
步骤一、连铸：采用中间包感应加热，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺，连铸坯规格为Φ380×450mm，保证了连铸坯的成分均匀和表面质量良好；
步骤二、连铸坯加热：采用热装工艺入炉；
步骤三、连铸坯轧制：轧制250mm方坯；
步骤四、加热：250mm方坯加热；
步骤五、棒材控制轧制：采用粗轧、中轧、预精轧、精轧和KOCKS终轧；
步骤六、控制冷却：终轧后立即进行穿水冷却。
进一步的技术方案，所生产的轴承钢棒材中，C、Cr、Nb、Re的含量范围满足如下公式：1.7≤7.88(％C)+0.75(％Nb)+1.48(％Re)-4.25(％C)(％Cr)≤1.8。采用公式对添加的C、Cr、Nb、Re的含量范围进行了进一步限定，利用各元素的复配协调作用，促使二次渗碳体析出的更加细小、弥散和均匀。稀土具有极强的脱氧、脱硫作用、净化钢液和合金化作用，进而改善钢的成分均匀性；添加微量铌元素后，轴承钢的晶粒得到有效细化，增加了晶界面积，等于增加了二次渗碳体析出的形核点，碳化物网状的分布更加弥散，同时，含铌碳化物在晶界偏聚析出，降低了界面能，并且消耗了周边的碳，使得碳化物在晶界析出的不连续。
进一步的技术方案，还包括高温扩散，连铸钢坯进行轧制前，先经过1240℃高温扩散，高温段保温≥18h，能较大改善C和Cr等元素的偏析。
进一步的技术方案，步骤二中，连铸坯加热采用两段加热，其中一加段温度为900～1080℃，二加段温度为1220～1260℃，均热段温度为1230～1260℃；残氧控制≤4％；总加热时间为20～30h。
进一步的技术方案，步骤三中，开轧温度为1100～1200℃，终轧温度≥880℃，轧制250mm方坯，下线堆冷，200℃以下进行拆垛检查。
进一步的技术方案，步骤四中，冷坯入炉，预热段<750℃，一加段温度为950～1070℃，二加段温度为1200～1050℃，均热段1220～1250℃；残氧控制≤4％；总加热时间为360分钟。
进一步的技术方案，步骤五中，开轧温度为1100～1200℃，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧后，进行穿水冷却，KOCKS终轧温度控制在780～820℃，KOCKS终轧变形量≥35％，在轧机上进行多道次轧制，终轧温度控制在780～820℃，经过两相区变形使先析出的碳化物和未再结晶的奥氏体同时受到大变形塑性加工，增加奥氏体晶粒内的变形带，为分散碳化物析出创造条件，一定程度上改善碳化物网状，为轧后快速冷却创造有利条件；KOCKS终轧采用KOCKS减定径机组，并位于连轧的最后几架轧机，以保证较的高尺寸精度。
进一步的技术方案，步骤六中，轧后立即水冷，冷却速度＞40℃/s，水冷后棒材截面温度控制在650℃以下，然后进行空冷。此快速冷却的目的是抑制二次碳化物的析出，也使得C和Cr元素向晶界处的聚集弱化。因此在快速冷却过程中，没有足够的C和Cr元素在晶界处加速二次碳化物的析出长大，二次碳化物中C和Cr元素含量减少，而同时基体珠光体中C和Cr元素含量增加。先共析二次碳化物的析出是与C和Cr元素在奥氏体中的扩散密切联系的，随着冷却速度的加快，C和Cr等碳化物形成合金元素向晶界处的扩散变得困难。因此，抑制了晶界处网状二次碳化物的析出。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，生产的轴承钢棒材其组分及重量百分比含量为：C：0.95～1.02％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.25～0.45％、Cr：1.40～1.55％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ni≤0.20％、Mo≤0.10％、Nb：0.02～0.08％、Al：0.015～0.035％、Cu≤0.20％、Re≤0.020％、Ti≤0.0020％、O≤0.0010％、As≤0.040％、Pb≤0.0020％，Ca≤0.0010％，其余为Fe及不可避免杂质；对上述元素通过成分设计、低温轧制和轧后快速冷却，抑制了二次碳化物在晶界上的析出和聚集长大，降低了碳化物网状的级别，该方法适用于生产规格为Φ16～40mm的轴承钢棒材，以控制GCr15轴承钢棒材的碳化物网状级别≤1.0级，从而使生产的轴承具有高的耐磨性和高的接触疲劳寿命；
(2)本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，采用公式对添加的C、Cr、Nb、Re的含量范围进行了进一步限定，利用各元素的复配协调作用，促使二次渗碳体析出的更加细小、弥散和均匀；
(3)本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，连铸钢坯进行轧制前，先经过1240℃高温扩散，高温段保温≥18h，能较大改善C和Cr等元素的偏析；
(4)本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧采用KOCKS减定径机组，并位于连轧的最后几架轧机，以保证较的高尺寸精度；KOCKS终轧温度控制在780～820℃，经过两相区变形使先析出的碳化物和未再结晶的奥氏体同时受到大变形塑性加工，增加奥氏体晶粒内的变形带，为分散碳化物析出创造条件，一定程度上改善碳化物网状，为轧后快速冷却创造有利条件；
(5)本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，轧后立即水冷，冷却速度＞40℃/s，水冷后棒材截面温度控制在650℃以下，然后进行空冷，从而抑制二次碳化物的析出，也使得C和Cr元素向晶界处的聚集弱化。在快速冷却过程中，没有足够的C和Cr元素在晶界处加速二次碳化物的析出长大，二次碳化物中C和Cr元素含量减少，而同时基体珠光体中C和Cr元素含量增加。先共析二次碳化物的析出是与C和Cr元素在奥氏体中的扩散密切联系的，随着冷却速度的加快，C和Cr等碳化物形成合金元素向晶界处的扩散变得困难，从而抑制了晶界处网状二次碳化物的析出。
附图说明
图1为直径16mm轴承钢采用本发明的生产工艺得到的典型金相组织照片；
图2为直径21mm轴承钢采用本发明的生产工艺得到的典型金相组织照片；
图3为直径28mm轴承钢采用本发明的生产工艺得到的典型金相组织照片；
图4为直径40mm轴承钢采用本发明的生产工艺得到的典型金相组织照片。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，生产的轴承钢棒材其组分及重量百分比含量为：C：0.95～1.02％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.25～0.45％、Cr：1.40～1.55％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ni≤0.20％、Mo≤0.10％、Nb：0.02～0.08％、Al：0.015～0.035％、Cu≤0.20％、Re≤0.020％、Ti≤0.0020％、O≤0.0010％、As≤0.040％、Pb≤0.0020％，Ca≤0.0010％，其余为Fe及不可避免杂质，包括如下步骤：
步骤一、连铸：采用中间包感应加热，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺，连铸坯规格为Φ380×450mm，保证了连铸坯的成分均匀和表面质量良好；
步骤二、连铸坯加热：采用热装工艺入炉；
步骤三、连铸坯轧制：轧制250mm方坯；
步骤四、加热：250mm方坯加热；
步骤五、棒材控制轧制：采用粗轧、中轧、预精轧、精轧和KOCKS终轧；
步骤六、控制冷却：终轧后立即进行穿水冷却。
步骤二中，连铸坯加热采用两段加热，其中一加段温度为900～1080℃，二加段温度为1220～1260℃，均热段温度为1230～1260℃；残氧控制≤4％；总加热时间为20～30h。
本实施例中，步骤三中，开轧温度为1100～1200℃，终轧温度≥880℃，轧制250mm方坯，下线堆冷，200℃以下进行拆垛检查。
步骤四中，冷坯入炉，预热段<750℃，一加段温度为950～1070℃，二加段温度为1200～1050℃，均热段1220～1250℃；残氧控制≤4％；总加热时间为360分钟。
步骤五中，开轧温度为1100～1200℃，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧后，进行穿水冷却，KOCKS终轧温度控制在780～820℃，KOCKS终轧变形量≥35％；在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧温度控制在780～820℃，经过两相区变形使先析出的碳化物和未再结晶的奥氏体同时受到大变形塑性加工，增加奥氏体晶粒内的变形带，为分散碳化物析出创造条件，一定程度上改善碳化物网状，为轧后快速冷却创造有利条件；KOCKS终轧采用KOCKS减定径机组，并位于连轧的最后几架轧机，以保证较的高尺寸精度。
步骤六中，轧后立即水冷，冷却速度＞40℃/s，水冷后棒材截面温度控制在650℃以下，然后进行空冷。此快速冷却的目的是抑制二次碳化物的析出，也使得C和Cr元素向晶界处的聚集弱化。因此在快速冷却过程中，没有足够的C和Cr元素在晶界处加速二次碳化物的析出长大，二次碳化物中C和Cr元素含量减少，而同时基体珠光体中C和Cr元素含量增加。先共析二次碳化物的析出是与C和Cr元素在奥氏体中的扩散密切联系的，随着冷却速度的加快，C和Cr等碳化物形成合金元素向晶界处的扩散变得困难。因此，抑制了晶界处网状二次碳化物的析出。
进一步的，还包括高温扩散，连铸钢坯进行轧制前，先经过1240℃高温扩散，高温段保温≥18h，能较大改善C和Cr等元素的偏析。
实施例2
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：所生产的轴承钢棒材中，C、Cr、Nb、Re的含量范围满足如下公式：1.7≤7.88(％C)+0.75(％Nb)+1.48(％Re)-4.25(％C)(％Cr)≤1.8。采用公式对C、Cr、Nb、Re的含量范围进行了进一步限定，利用各元素的复配协调作用，促使二次渗碳体析出的更加细小、弥散和均匀。稀土具有极强的脱氧、脱硫作用、净化钢液和合金化作用，进而改善钢的成分均匀性；添加微量铌元素后，轴承钢的晶粒得到有效细化，增加了晶界面积，等于增加了二次渗碳体析出的形核点，碳化物网状的分布更加弥散，同时，含铌碳化物在晶界偏聚析出，降低了界面能，并且消耗了周边的碳，使得碳化物在晶界析出的不连续。
实施例3
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：如图1所示，生产直径Φ16mm规格热轧棒材：
产品的化学成分：C 0.97％，Si 0.22％，Mn 0.36％，Cr 1.45％，P 0.008％，S0.001％，Ni 0.02％，Mo 0.01％，Nb 0.05％，Al 0.020％，Cu 0.03％，Re 0.015％，Ti0.0010％，O 0.0005％，As 0.004％，Pb 0.0002％，Ca 0.0002％，其余为Fe及不可避免杂质。
本实施例的一种降低GCr15轴承钢碳化物网状级别的变形方法，包括以下步骤：
钢水连铸阶段采用中间包感应加热，过热度为18℃，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；
连铸钢坯经过1240℃高温扩散，均热段保温25h；
在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧温度控制在780℃，KOCKS终轧变形量为52.4％；
轧后快速水冷，冷却速度为45℃/s，钢的表面返红最高温度避开奥氏体析出大量碳化物网状的区间温度700～850℃，最终冷后棒材截面温度控制在580℃，然后上冷床保温，均温后出保温罩空冷。
实施例4
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：如图2所示，生产直径Φ21mm规格热轧棒材：
产品的化学成分：C 0.98％，Si 0.23％，Mn 0.36％，Cr 1.44％，P 0.008％，S0.002％，Ni 0.03％，Mo 0.01％，Nb 0.06％，Al 0.020％，Cu 0.04％，Re 0.016％，Ti0.0012％，O 0.0005％，As 0.004％，Pb 0.0002％，Ca 0.0002％，其余为Fe及不可避免杂质。
本实施例一种降低GCr15轴承钢碳化物网状级别的变形方法，包括以下步骤：
钢水连铸阶段采用中间包感应加热，过热度为18℃，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；
连铸钢坯经过1240℃高温扩散，保温25h；
在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧温度控制在790℃，KOCKS终轧变形量为48.3％；
轧后快速水冷，冷却速度为55℃/s，钢的表面返红最高温度避开奥氏体析出大量碳化物网状的区间温度700～850℃，最终冷后棒材截面温度控制在600℃，然后上冷床保温，均温后出保温罩空冷。
实施例5
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：如图3所示，生产直径Φ28mm规格热轧棒材：
产品的化学成分：C 0.97％，Si 0.22％，Mn 0.36％，Cr 1.45％，P 0.009％，S0.001％，Ni 0.02％，Mo 0.01％，Nb 0.07％，Al 0.017％，Cu 0.03％，Re 0.016％，Ti0.0013％，O 0.0005％，As 0.004％，Pb 0.0003％，Ca 0.0004％，其余为Fe及不可避免杂质。
本实施例的一种降低GCr15轴承钢碳化物网状级别的变形方法，包括以下步骤：
钢水连铸阶段采用中间包感应加热，过热度为18℃，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；
连铸钢坯经过1240℃高温扩散，保温25h；
在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧温度控制在805℃，KOCKS终轧变形量为35.8％；
轧后快速水冷，冷却速度为58℃/s，钢的表面返红最高温度避开奥氏体析出大量碳化物网状的区间温度700～850℃，最终冷后棒材截面温度控制在605℃，然后上冷床保温，均温后出保温罩空冷。
实施例6
本实施例的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，基本结构同实施例5，不同和改进之处在于：如图4所示，生产直径Φ40mm规格热轧棒材：
产品的化学成分：C 0.98％％，Si 0.22％，Mn 0.34％，Cr 1.44％，P 0.005％，S0.002％，Ni 0.03％，Mo 0.01％，Nb 0.05％，Al 0.022％，Cu 0.04％，Re 0.014％，Ti0.0011％，O 0.0005％，As 0.004％，Pb 0.0002％，Ca 0.0005％，其余为Fe及不可避免杂质。
本实施例的一种降低GCr15轴承钢碳化物网状级别的变形方法，包括以下步骤：
钢水连铸阶段采用中间包感应加热，过热度为18℃，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；
连铸钢坯经过1240℃高温扩散，保温25h；
在轧机上进行多道次轧制，KOCKS终轧温度控制在810℃，KOCKS终轧变形量为42.4％；
轧后快速水冷，冷却速度为65℃/s，钢的表面返红最高温度避开奥氏体析出大量碳化物网状的区间温度700～850℃，最终冷后棒材截面温度控制在615℃，然后上冷床保温，均温后出保温罩空冷。
可见，使用本发明方法生产的如实施例3～6中的GCr15轴承钢棒材的碳化物网状均≤1.0级，从而使生产的轴承具有高的耐磨性和高的接触疲劳寿命，满足了轴承相关行业对高质量的轴承钢要求。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：生产的轴承钢棒材其组分及重量百分比含量为：C：0.95～1.02％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.25～0.45％、Cr：1.40～1.55％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ni≤0.20％、Mo≤0.10％、Nb：0.02～0.08％、Al：0.015～0.035％、Cu≤0.20％、Re≤0.020％、Ti≤0.0020％、O≤0.0010％、As≤0.040％、Pb≤0.0020％，Ca≤0.0010％，其余为Fe及不可避免杂质，包括如下步骤：
步骤一、连铸：采用中间包感应加热，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；
步骤二、连铸坯加热：采用热装工艺入炉；
步骤三、连铸坯轧制：轧制250mm方坯；
步骤四、加热：250mm方坯加热；
步骤五、棒材控制轧制：采用粗轧、中轧、预精轧、精轧和KOCKS终轧；
步骤六、控制冷却：终轧后立即进行穿水冷却。
2.根据权利要求1所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：所生产的轴承钢棒材中，C、Cr、Nb、Re的含量范围满足如下公式：
1.7≤7.88(％C)+0.75(％Nb)+1.48(％Re)-4.25(％C)(％Cr)≤1.8。
3.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：还包括高温扩散，连铸钢坯进行轧制前，先经过1240℃高温扩散，高温段保温≥18h。
4.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：步骤二中，连铸坯加热采用两段加热，其中一加段温度为900～1080℃，二加段温度为1220～1260℃，均热段温度为1230～1260℃；残氧控制≤4％；总加热时间为20～30h。
5.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：步骤三中，开轧温度为1100～1200℃，终轧温度≥880℃，轧制250mm方坯，下线堆冷，200℃以下进行拆垛检查。
6.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：步骤四中，冷坯入炉，预热段<750℃，一加段温度为950～1070℃，二加段温度为1200～1050℃，均热段1220～1250℃；残氧控制≤4％；总加热时间为360分钟。
7.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：步骤五中，开轧温度为1100～1200℃，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧后，进行穿水冷却，KOCKS终轧温度控制在780～820℃，KOCKS终轧变形量≥35％。
8.根据权利要求2所述的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，其特征在于：步骤六中，冷却速度＞40℃/s，水冷后棒材截面温度控制在650℃以下，然后进行空冷。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115058633A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种高碳中高合金钢及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383940A (zh) * | 2001-05-09 | 2002-12-11 | 大连金牛股份有限公司 | 直接拉拔用高碳铬轴承钢线材及制造方法 |
| CN103316929A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种降低GCr15轴承钢带状碳化物级别的轧制及冷却工艺方法 |
| CN103468904A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种GCr15轴承钢盘条网状碳化物控制方法 |
| CN106086353A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 湖北新冶钢有限公司 | 控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法 |
| CN109266826A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 低碳化物网状级别GCr15轴承圆钢的生产方法 |
| CN109457081A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-12 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种稀土微合金化轴承钢及其制备方法 |
| CN110257716A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种机床用高端轴承钢材料及其生产工艺 |
| CN110643798A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种连铸GCr15轴承钢盘条碳化物网状控制方法 |
| CN111482568A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种热轧轴承钢网状碳化物的控制方法 |
-
2021
- 2021-07-27 CN CN202110849617.0A patent/CN113699440A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383940A (zh) * | 2001-05-09 | 2002-12-11 | 大连金牛股份有限公司 | 直接拉拔用高碳铬轴承钢线材及制造方法 |
| CN103316929A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种降低GCr15轴承钢带状碳化物级别的轧制及冷却工艺方法 |
| CN103468904A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种GCr15轴承钢盘条网状碳化物控制方法 |
| CN106086353A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 湖北新冶钢有限公司 | 控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法 |
| CN109266826A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 低碳化物网状级别GCr15轴承圆钢的生产方法 |
| CN109457081A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-12 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种稀土微合金化轴承钢及其制备方法 |
| CN110257716A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种机床用高端轴承钢材料及其生产工艺 |
| CN110643798A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种连铸GCr15轴承钢盘条碳化物网状控制方法 |
| CN111482568A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种热轧轴承钢网状碳化物的控制方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115058633A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种高碳中高合金钢及其制备方法 |
| CN115058633B (zh) * | 2022-06-20 | 2023-08-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种高碳中高合金钢及其制备方法 |
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