快速循环GCr15SiMn相变对钢组织和性能的影响
GCr15SiMn钢硬度高、耐磨性好、淬透性较好，被广泛应用于生产厚壁轴承套圈、大尺寸滚动体以及工模具。但该钢韧性差，这常常导致恶劣服役环境中轴承的早期失效。细化晶粒既可以提高强度，又可以提高韧性，是实现钢的强韧化最有效的途径之一。本研究通过多次快速循环加热+冷却处理来细化GCr15SiMn钢的组织，从而改善其冲击韧性，提高其使用性能。
试验用料取自Φ130mm的GCr15SiMn热轧棒材，其化学成分列于表1。沿棒料轴向截取冲击试样毛坯。试样先进行球化退火处理，为后续循环处理作组织准备。快速循环相变处理在Gleeble 1500D热模拟试验机上实现，处理工艺为以20℃/s升温至830℃保温2min，空冷，受试验设备条件限制，加热部位限于试样长度方向中部约1cm区域。循环次数分别设为1、2、3、4次，每种工艺制度做2支平行试样。试样处理完毕后立即进行低温回火以消除内应力。此外，试验还设计了1组采用常规淬、回火处理（830℃×30min油淬+155℃×2h）的试样，以供对比。热处理后，将试样加工成10mm×10mm×55mm标准夏比U形缺口的冲击试样，利用VH-5型魏氏硬度计进行硬度测试，在JBN-300B型冲击试验机上进行冲击试验，在HITACH S-4300型扫描电镜上观察断口微观形貌，断口切平后将处理部位横截面制成金相试样，利用Olympus GX51型金相显微镜进行组织观察，利用SISC IAS 8.0金相图像分析软件进行碳化物的粒度分析以及晶粒尺寸的统计。
表1 试验钢的化学成分（质量分数，%）
|
C
|
Cr
|
Si
|
Mn
|
S
|
P
|
O
|
Ti
|
|
0.97
|
1.48
|
0.62
|
1.10
|
0.0015
|
＜0.005
|
0.0004
|
0.0027
|
结果表明：
（1）采用830℃×2min的快速循环相变处理可以使GCr15SiMn钢的组织均匀，晶粒细化1～2级，冲击韧性提高40%～130%，2次以上的处理可使硬度达到或超过常规淬、回火处理的硬度水平。
（2）GCr15SiMn钢的循环次数以不超过3次为宜，循环4次时会发生晶粒粗化现象。（心远）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12*9 | HRB400E | 山东新石特工程材料有限公司 | 石横(厂提) | 3380 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 16*2500*12800 | Q235B | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 重钢(川流富锦库) | 4110 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 10 | 300 | 洛阳威钢商贸有限公司 | 山西晋南(晋南厂库) | 3650 | 详情 |
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