GCr15鋼離異共析轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)分析及工藝研究.pdf

1、球化退火是GCr15軸承鋼的重要熱處理工藝,良好的球化組織對后續(xù)熱處理有至關(guān)重要的影響。離異共析是通過對鋼材進(jìn)行特定加熱與冷卻制度,使碳化物不以片狀而是直接以顆粒狀析出,從而實(shí)現(xiàn)快速球化的目的。因此研究離異共析機(jī)理,探索剩余碳化物對離異共析轉(zhuǎn)變的影響,對軸承鋼快速球化工藝制度的制定有著重要意義。
　　本文根據(jù)固態(tài)相變、熱力學(xué)及擴(kuò)散相關(guān)理論,首先建立了GCr15鋼過冷分解兩種不同形態(tài)碳化物(即片狀和球狀)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型;進(jìn)而推

2、導(dǎo)并構(gòu)建了碳原子依附于未溶碳化物形核長大控制方程;同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)理論計(jì)算;最后通過淬火實(shí)驗(yàn)和球化退火實(shí)驗(yàn),得出如下結(jié)論:
　　(1)熱力學(xué)模型的計(jì)算表明,當(dāng)奧氏體發(fā)生正常的共析分解,且等溫溫度在966K以下時(shí),所生成片狀碳化物長大速率大于粒狀碳化物,因此其相對于粒狀碳化物更容易形成。
　　(2)離異共析轉(zhuǎn)變時(shí),基體中存在大量的剩余碳化物,這些剩余碳化物增加了系統(tǒng)界面面積,碳化物將會(huì)優(yōu)先依附于未溶碳化物形核長大。
　　(

3、3)得到剩余碳化物體積分?jǐn)?shù)與平均粒徑關(guān)系為;剩余碳化物體積分?jǐn)?shù)與奧氏體化工藝存在關(guān)系為。同時(shí)還得出當(dāng)奧氏體化溫度為800℃、保溫20min,剩余碳化物體積分?jǐn)?shù)約為5％,所得未溶碳化物形態(tài)多為顆粒狀和點(diǎn)狀,這有利于離異共析轉(zhuǎn)變時(shí)粒狀碳化物的形成。
　　(4)球化退火實(shí)驗(yàn)表明,奧氏體化溫度為800℃、保溫20min,隨后放入710℃爐中等溫30min,并以25℃/h爐冷至650℃后空冷,所得組織平均粒徑約0.2537um,硬度約為20