高碳铬轴承钢棒材轧后冷却工艺研究

时间：2025-07-05

下半月出版

Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ’ｔ材料热处理技术

高碳铬轴承钢棒材轧后冷却工艺研究

闫肃。宋庆功，刘冶

（中国民航大学理学院，天津３００３００）

摘要：对ＧＣｒｌ５高碳铬轴承钢在９８０℃高温终轧及经不同冷却速度冷却后的组织进行分析，结合网状碳化

物级别分析得出，高温终轧后提高冷却速度可达到抑制网状碳化物析出、细化珠光体晶粒，从而达到提高退火冷

加工材料质量的目的。

关键词：轴承钢：珠光体组织；网状碳化物中图分类号：ＴＧｌ４２．４１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１．３８１４（２００８）１８－００７９—０３

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ＣｏｏｌｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｆｏｒＨｉｇｈＣａｒｂｏｎ－ｃｈｒｏｍｉｕｍＢｅａｒｉｎｇＳｔｅｅｌＡｆｔｅｒ

ＨｏｔＲｏｌｌｉｎｇＴｒｅａｔｍｅｎｔ

ＹＡＮＳｕ，ＳＯＮＧ

Ｑｉｎｇｇｏｎｇ，ＬＩＵ

Ｙｅ

（ｃｏ如伊ｏｆ＆ｉｅｎｃｅ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＧＣｒｌ５ｈｉｇｈｒｏｌｌｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇ

ａｔ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆＣｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）

ｒａｔｅｓ

ｃａｒｂｏｎ－ｃｈｒｏｍｉｕｍｂｅａｒｉｎｇｓｔｅｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇ

ａｆｔｅｒ

９８０℃ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ａｎｄｔｈｅｇｒａｄｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｃａｒｂｉｄｅｗａｓａｌｓｏ

Ｃａｌｌ

ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅ

ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ

ｒａｔｅａｆｔｅｒｒｏｌｌｉｎｇｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋｃａｒｂｉｄｅａｎｄｒｅｆ协ｅｇｒａｉｎｓｉｚｅ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌ

ｑｕａｌｉｔｙｏｆａｒｍｅａｌｉｎｇａｎｄｃｏｌｄ—ｗｏｒｋｅｄｍａｔｅｒｉａｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇｓｔｅｅｌ；ｐｅａｒｌｉｔｅ；ｎｅｔｗｏｒｋｃａｒｂｉｄｅ

ＧＣｒｌ５轴承钢自２０世纪初问世．至今已有近１００年的历史，有着广泛的应用。对退火后用于冷加工的ＧＣｒｌ５轴承钢来说。球化退火前必须是消除了网状碳化物的细片状珠光体组织。因为细片状珠光体组织能使ＧＣｒｌ５轴承钢获得良好的综合性能。而网状渗碳体的存在将严重影响力学性能并降低疲劳强度，给后序工艺及其实际使用带来很大的麻烦，尤其是随着连铸连轧技术的应用及轧制速度提高。从开轧到终轧出现温度升高现象，终轧温度为９５０

１０００℃时，网状碳化物析出

问题趋于严重【１－２１。本实验提出高温终轧结合轧后快冷工艺，利用Ｇｌｅｅｂｌｅ２０００热模拟试验机对高碳铬轴承钢在９８０℃终轧后不同冷却速度下进行模拟试验，为生产中控轧控冷工艺的应用奠定理论基础。

１．４８Ｃｒ，０．０８Ｎｉ，０．１５Ｃｕ，０．０２Ｍｏ，０．００２Ｔｉ。试样为｜｝，８ｍｍｘｌ５ｍｍ的光滑圆棒。

在Ｇｌｅｅｂｌｅ２０００热模拟实验机上将试样加热到１０５０℃保温５ｍｉｎ后冷却到９８０℃对其进行轧制。变形量６０％．轧后以不同冷却速度（１、２、５、１０＊Ｃ／ｓ）冷到室温。然后将变形的试样沿轴线中心剖开，对试样剖面进行加工，经打磨、抛光处理后，用４％的硝酸酒精溶液对试样剖面进行浸蚀，观察其显微组织。为了更清晰地观察ＧＣｒｌ５变形后的碳化物网状．对试样进行淬回火试验．淬火温度为８３０℃，保温１２ｍｉｎ后迅速取出油淬，并进行１５０℃ｘ１．５ｈ低温回火．对原剖面重新打磨、抛光、４％硝酸酒精溶液深腐蚀，观察碳化物网状并判断级别。

２实验结果与讨论

图ｌ为ＧＣｒｌ５轴承钢在９８０℃终轧后不同冷却速度条件下的光学显微组织。从图ｌ（ａ）中可以看到，９８０℃终轧后以ｌ℃／ｓ冷却速度冷却到室温时显微组织为粗大珠光体组织和沿晶界呈明显白色网状析出的二次碳化物，在部分珠光体晶粒内能看到珠光体片层结构。随着冷却速度增大，在图ｌ（ｂ）中珠光体晶粒尺寸有一定程度减小，为团

１实验材料和方法

实验材料为ＧＣｒｌ５轴承钢，其化学成分（质量

分数，呦为：１．１２Ｃ，０．２０Ｓｉ，０．２８Ｍｎ，０．０１Ｐ，Ｏ．００３Ｓ，

收稿日期：２００８．０４．０２

作者简介：闫肃（１９８０－甥，吉林人顾士，ｉ井师，主要从事金属性能研究；

电话：０２２—２４０９２６６７；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｈ．ｓｕ＠ｓｏｈｕ．ｔｏｍ

《热加工工艺》２００８年第３７卷第１８期

材料热处理技术Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ

２００８年９月

Ｆｉｇ．Ｉ

Ｔｈｅ