溫度和冷卻速度對PGCr15軸承鋼球化質(zhì)量的影響

溫度和冷卻速度對PGCr15軸承鋼球化質(zhì)量的影響董立巖EffectofTemperatureandCoolingRateonSpheroidizingStructureofBearingSteelPGCr15DongLiyan

(HeatTreatmentplant,DalianIronandSteelGroupCoLtd,Dalian116031)▲幾年來，熱處理分廠的電加熱輥底爐共處理了幾萬噸軸承鋼，其組織和硬度的一次合格率為100%。高質(zhì)量的退火組織的獲得是基于先進的熱處理設備和合理的工藝制度。本文通過實驗，觀察了不同溫度、不同冷卻速度對軸承鋼球化組織的影響，并應用球化原理闡述了產(chǎn)生這種變化的原因。1退火設備簡介1.1輥底爐的主要結(jié)構(gòu)

熱處理分廠的電加熱式輥底爐是從西德納塞爾爐子公司引進的先進技術，由雙方合作設計、制造的，可用于特殊鋼的正火和退火。

輥底爐的主體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1電加熱輥底連續(xù)退火爐結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Sketchofelectricheatingcontinuousrollerhearthannealingfurnace1.2退火工藝過程

鋼材吊至進料臺架上，快速進入前真空鎖氣室(抽真空至50Pa,充保護氣至室內(nèi)壓力200～400Pa)，以正常速度進入爐子加熱段；加熱段分為9個控制區(qū)(按鋼種退火要求設定每個區(qū)的溫度)，鋼料在加熱段內(nèi)完成加熱、保溫、控制冷卻后進入快冷段及冷卻段；鋼料被冷卻到160℃以下，進入已抽真空并有保護氣體的后真空鎖氣室內(nèi)并快速至出料臺架，橫移落入收集槽中。2球化退火工藝GCr15鋼的Ac1為735～765℃，Acm為900℃；760℃是球化退火溫度的下限，奧氏體晶粒內(nèi)微區(qū)域成分均勻化溫度為840～850℃，即加熱溫度的上限。雖然在此溫度范圍內(nèi)都可以得到粒狀珠光體，但顆粒的形狀、細密有很大差別，即組織的級別有很大不同。要想得到最佳組織及適中的硬度值，每一個設備均有它的最佳退火溫度。熱處理分廠輥底式退火爐的最佳溫度為800～820℃，退火組織2.0級及2.5級占99%，退火硬度全部合格且很均勻(平均HB196)。

圖2為800℃時退火溫度跟蹤曲線與設定值曲線的比較。從圖2可見，雖然輥底爐退火工藝溫度是分區(qū)設定的，且各區(qū)域之間都有20～30℃左右的溫差，但從爐溫跟蹤曲線可以看出：實際爐溫變化是連續(xù)的，即爐料的溫度變化是連續(xù)而平緩的。每批鋼材通過9個區(qū)后即完成了加熱、保溫、控制冷卻這一普通球化退火過程。圖2輥底式退火爐溫度跟蹤曲線與設定值比較

Fig.2Comparisonoffixedandrealmeasuredtemperatureinrollerhearthannealingfurnace3影響球化質(zhì)量的因素3.1溫度對PGCr15球化質(zhì)量的影響

本實驗對PGCr15Φ25mm軋材在730℃，760℃，820℃，850℃，880℃(輥速3m/h)不同溫度下的組織和硬度進行了觀察、對比，實驗溫度和檢驗結(jié)果見表1，相應的金相組織見圖3。表1溫度對PGCr15球化組織和硬度的影響

Table1EffectoftemperatureonspheroidizingstructureandhardnessofbearingsteelPGCr15料號退火溫度/℃輥速/m.h-1球化組織

/級硬度(HB)硬度(HB)

平均值1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)7區(qū)8區(qū)9區(qū)17307307307307106906706506303＜1.0231，229×3,22522827607607607607507206906