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熱變形對G80T高溫軸承鋼晶粒細化行為的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn
更新時間：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的組織轉變行為及對應的硬度變化，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化和性能提高提供指導，為G80T高溫軸承鋼的熱加工工藝優(yōu)化、細化晶粒，提高強度和韌性奠定初步的理論基礎和試驗指導。
? ?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。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的組織轉變行為及對應的硬度變化，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化和性能提高提供指導，為G80T高溫軸承鋼的熱加工工藝優(yōu)化、細化晶粒，提高強度和韌性奠定初步的理論基礎和試驗指導。
本研究的試驗鋼為高溫軸承G80T，其成分如表1所示。采用真空感應爐（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??試驗鋼的化學成分（質量分數(shù)，%）
C
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Cr
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Mo
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V
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Fe
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0.82
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4.11
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4.19
|
0.97
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余量
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?
為了進行熱壓縮變形，將球化狀態(tài)的鋼材加工成Φ8mm×15mm圓柱體試樣。壓縮試驗在Gleeble-3800熱模擬試驗機上進行，為減少試驗過程中樣品表面氧化，試驗在氬氣保護氣氛下進行。在試樣和壓頭之間放有石墨片潤滑，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。試驗時將試樣以10℃/s加熱到1200℃保溫120s實現(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行熱壓縮試驗。試驗過程中，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℃后進行空冷。通過Gleeble-3800配備的計算機系統(tǒng)和Origin軟件對變形過程的溫度及應力、應變數(shù)據(jù)進行采集。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，進行熱壓縮形變量對組織演變和硬度變化的表征與測定。結果表明：
（1）通過熱模擬壓縮試驗，證明了隨著試樣變形量的增加，高溫高速軸承鋼G80T的再結晶晶粒數(shù)目會增多。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顯著細化到2.8μm；同時硬度可以從820HV提高到895HV，因而熱變形可以大幅度提高鋼的力學性能。
（2）G80T鋼的組織細化主要通過動態(tài)再結晶實現(xiàn)，未來有必要將動態(tài)再結晶和靜態(tài)再結晶相結合進行組織調(diào)控。
????（3）完全再結晶G80T鋼的硬度提高主要是晶粒細化和晶界強化所賦予的，而未完全再結晶試樣的硬度，不僅來自晶粒細化，同時還決定于未再結晶體積分數(shù)，反映出未再結晶組織中的位錯密度高于再結晶晶粒的位錯密度。
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