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熱變形對(duì)G80T高溫軸承鋼晶粒細(xì)化行為的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-10-26
以高溫全淬透軸承鋼G80T為研究材料，研究不同形變量下高溫軸承鋼G80T的組織轉(zhuǎn)變行為及對(duì)應(yīng)的硬度變化，研究不同熱變形條件下的組織變化規(guī)律，為全淬透軸承鋼的組織細(xì)化和性能提高提供指導(dǎo)，為G80T高溫軸承鋼的熱加工工藝優(yōu)化、細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和韌性奠定初步的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)指導(dǎo)。
? ?目前國內(nèi)外軸承中全淬透性軸承鋼占85%以上，是制造軸承的主要材料，但是由于全淬透性軸承鋼的韌性不足，軸承的可靠性明顯不足。在合金成分不變的前提下，通過組織調(diào)控提高全淬透性軸承鋼的韌性必然是未來軸承鋼發(fā)展的趨勢(shì)。為此，本課題以高溫全淬透軸承鋼G80T為研究材料，研究不同形變量下高溫軸承鋼G80T的組織轉(zhuǎn)變行為及對(duì)應(yīng)的硬度變化，研究不同熱變形條件下的組織變化規(guī)律，為全淬透軸承鋼的組織細(xì)化和性能提高提供指導(dǎo)，為G80T高溫軸承鋼的熱加工工藝優(yōu)化、細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和韌性奠定初步的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)指導(dǎo)。
本研究的試驗(yàn)鋼為高溫軸承G80T，其成分如表1所示。采用真空感應(yīng)爐（VIM）和真空自耗（VAR）的雙真空方式熔煉。為保證成分均勻，將鑄態(tài)材料在1200℃下均勻化5h。
表1??試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
C
|
Cr
|
Mo
|
V
|
Fe
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0.82
|
4.11
|
4.19
|
0.97
|
余量
|
?
為了進(jìn)行熱壓縮變形，將球化狀態(tài)的鋼材加工成Φ8mm×15mm圓柱體試樣。壓縮試驗(yàn)在Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，為減少試驗(yàn)過程中樣品表面氧化，試驗(yàn)在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行。在試樣和壓頭之間放有石墨片潤(rùn)滑，以減小摩擦從而保證樣品的均勻變形。此外放入鉭片，以減少試樣中心和表面的軸向溫度梯度，使試樣的溫度均勻。試驗(yàn)時(shí)將試樣以10℃/s加熱到1200℃保溫120s實(shí)現(xiàn)鋼的奧氏體化。然后將加熱的試樣以5℃/s冷卻到1050℃，以10s-1的熱壓縮變形速率進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，分別將試樣壓縮到0%（1200℃下保溫120s后空冷）、20%、30%、40%、50%、60%和70%。變形后以5℃/s冷卻到600℃后進(jìn)行空冷。通過Gleeble-3800配備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和Origin軟件對(duì)變形過程的溫度及應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。在金相顯微鏡下，觀察不同狀態(tài)下試樣切面心部的組織特征，進(jìn)行熱壓縮形變量對(duì)組織演變和硬度變化的表征與測(cè)定。結(jié)果表明：
（1）通過熱模擬壓縮試驗(yàn)，證明了隨著試樣變形量的增加，高溫高速軸承鋼G80T的再結(jié)晶晶粒數(shù)目會(huì)增多。在1050℃的形變溫度和10s-1的形變速率下，壓縮形變60%后，G80T鋼的晶粒尺寸可以從約22μm顯著細(xì)化到2.8μm；同時(shí)硬度可以從820HV提高到895HV，因而熱變形可以大幅度提高鋼的力學(xué)性能。
（2）G80T鋼的組織細(xì)化主要通過動(dòng)態(tài)再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)，未來有必要將動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和靜態(tài)再結(jié)晶相結(jié)合進(jìn)行組織調(diào)控。
????（3）完全再結(jié)晶G80T鋼的硬度提高主要是晶粒細(xì)化和晶界強(qiáng)化所賦予的，而未完全再結(jié)晶試樣的硬度，不僅來自晶粒細(xì)化，同時(shí)還決定于未再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)，反映出未再結(jié)晶組織中的位錯(cuò)密度高于再結(jié)晶晶粒的位錯(cuò)密度。
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