GCr15轴承钢连铸坯冷却速度与入炉温度对其组织和性能的影响

Effect of Cooling Rate and Charging Temperature on Microstructure and Property of GCr15 Bearing Steel Casting Slab

摘要: 轴承被称为“工业的心脏”，轴承钢由于工作环境恶劣需具有较高的力学性能，尤其是疲劳寿命，影响轴承钢疲劳寿命的主要因素起源于连铸。高碳铬轴承钢是使用最广，应用最久的轴承钢，其中GCr15轴承钢是一种典型的高碳低合金结构钢。本文以GCr15轴承钢连铸坯为研究对象，研究不同冷却速度和入炉温度的变化对连铸方坯的微观组织的影响，同时结合有限元方法对不同冷却速度下连铸方坯的热应力进行了分析。结果表明：GCr15轴承钢连铸坯冷却速度控制在3~4 ℃/min时，可抑制网状碳化物产生，降低热应力，减少裂纹缺陷，提高轴承钢的组织性能；热装与冷装对材料的金相组织没有显著影响，实际生产中建议采用热装的入炉方式。

图 1 不同冷却速率下GCr15连铸坯的金相组织：(a) 0.97 ℃/min；(b) 1.94 ℃/min；(c) 3.89 ℃/min

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图 2 缓冷至不同温度下GCr15轴承钢的网状碳化物：(a) 950 ℃；(b) 930 ℃；(c) 900 ℃；(d) 850 ℃；(e) 750 ℃

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图 3 不同冷却速率下GCr15连铸坯的热应力分布：(a) 取样点分布示意图；(b) 热应力分布

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图 4 装炉方式对GCr15轴承钢金相组织的影响：(a) 600 ℃热装；(b)冷装

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[1]	杨丽霞,马龙腾,陈正宗,等. 9Cr–3W–3Co耐热钢奥氏体晶粒长大行为. 金属热处理,2018,43(9):84
[2]	. 祝燮权. 实用金属材料手册. 3版. 上海:上海科学技术出版社,2018
[3]	. 许学利,文小明. 低屈强比薄规格管线钢X70 M/A岛的工艺控制,金属世界,2021(3):62
[4]	李晓滨,丁桦,唐正友,等. GCr15轴承钢连铸过程中热物性参数的研究. 材料与冶金学报,2010,9(4):241
[5]	马丙涛,刘超群,林洁,张迎秋,等. GCr15钢加热工艺与液析、带状的关系. 中国冶金,2012,22(7):24
[6]	宁玉亮,何康,刘年富,等. GCr15轴承钢先共析渗碳体的相变规律. 材料热处理学报,2019,40(7):7
[7]	徐文胜,张文征. 先共析渗碳体上形核的珠光体晶体学研究. 金属学报,2018,55(4):496
[8]	. 李烈军. 轴承钢组织缺陷的形成机理与控制研究//2015年全国特钢年会. 石家庄,2015
[9]	董学涛,汪海涛,冯崇伟. GCr15轴承钢表面裂纹缺陷分析. 金属世界,2017(3):57
[10]	. 余志祥. 连铸坯热送热装技术. 北京:冶金工业出版社,2002
[11]	. 马佐仓,孙永喜,段崇虎,等. 连铸坯热送热装技术的应用//2005炼钢学术交流会论. 济南,2005

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