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1、,GCr15轴承钢电脉冲球化退火热处理 工艺参数的优化,Company Logo,内容梗概,Company Logo,论文摘要,GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。在一般工业生产中，通过传统常规等温球化退火处理工艺，使GCr15滚动轴承钢组织中的碳化物以细小颗粒状、球状，弥散的分布在基体中。但是由于传统常规等温球化退火处理工艺加热温度高、保温时间长且工艺流程比较复杂，使得传统常规等温球化退火处理工艺处理效率低，不利于大规模的现代化生产。因此，本文探索并寻找一种加快碳化物球化速度、提高球化退火效率的新方法，脉冲处理法，可以有效的解决常规热处理中存在的缺点,Co
2、mpany Logo,论文摘要,GCr15滚动轴承钢化学成分,Company Logo,实验方案, 正交试验法,在生产和科研中，为了研制新产品和改革生产工艺，寻找新的，优良的生条件，需要做许多因素的试验。有时候当所有的因素都估的话试验次数非常的多。在方差分析中，对各个因素的每一个水平都要进行试验，这称为全面设计试验。全面设计试验的试验次数太多，为了改变这种繁锁，找出能够大幅度减少试验次数而且不会降低试验的可行度的方法，人们从这一思想出发，经过长期的深入的研究，提出了不需要全面试验的试验设计方法正交试验设计或正交试验法。,Company Logo,实验方案,正交实验设计步骤,正交试验设计的主要步
3、骤如下： 1、选择正交表Ln（rm）。 2、设计表头。 3、按照设计做试验 ，取得试验观测值。 4、在正交表的每一列中，求出各水平对应的均值，以及这一列的平方和和相关值。 5、列方差分析表，作显著性检验。 6、寻找最优组合。 这次试验主要考查加热温度A（/）、保温时间B（/h）、脉冲时间C(/min)、和等温保温时间D(/h)四项因素对Cr15退火后组织性能的影响程度。根据试验要求，列出正交试验因素表(采用4因素4水平)，见表 1所示试验因素。常规球化退火工艺流程图见图 1。,Company Logo,实验方案,图1 常规等温球化退火工艺流程图,Company Logo,实验方案,表1 Cr1
4、5钢正交试验因素表,Company Logo,实验方案,表 2 正交试验表,因素 试验号,加热温度A（/）,保温时间B（/h）,脉冲时间C(/min),等温保温D(/h),Company Logo,实验方案,表 2 续表,Company Logo,实验方案试验方法,图2 工艺处理基本流程图,Company Logo,实验方案试验方法,图3 脉冲电场球化退火热处理实验示意图,Company Logo,实验方案试验方法,测洛氏硬度（HRC）并转换为布氏硬度,对十六根已经经过热处理的试样表面用砂纸打磨，是表面氧化皮脱落，利于测量硬度值的准确性的提高。测量方法为进行三块的多次测量求平均值。所谓三块是指
5、试样的两端以及中间部分。详见图4所示。,图4 被测区域指示图,Company Logo,实验方案,表 3 试验条件及其结果,Company Logo,实验方案,表 5 续表,Company Logo,实验方案数据分析,表 6 方差值表,Company Logo,实验方案数据分析,表 7 方差分析表,Company Logo,实验方案数据分析,图4 因素主次顺序图,主,次,加热温度,脉冲时间,等温保温时间,保温时间,Company Logo,实验方案数据分析,图5 各因素和水平对硬度影响的曲线图,Company Logo,实验方案数据分析,根据方差分析和最佳水平分析，A最显著影响因素,在选取时直
6、接选水平效应中最大值，既是A4在加热过程中是重要因素所以选取A4，C 因素也是重要因素选取最大值C4为的是缩短保温时间。由于B，D因素不是最影响因素，但考虑到等温时材料的组织变化情况取最B3D1，综合考虑选取最佳试验条件是A4B3C4D1和A2B3C4D1 .按照以上分析，找出最佳工艺路线方案后，按照两种最佳方案再做试样两根，取其中硬度指标最适合的一个。,最佳水平的选取,Company Logo,实验方案制备金相,按工艺曲线图做电脉冲球化退火试验，把做好的试样按以下工艺路线进行金属试样制备，在老师的帮助下用400倍显微镜观察金相组织并拍照。金相试样制备：取样预磨（280#1000#）吸干观察。
7、,金相试样制备,Company Logo,试验结论,图6 试样编号：7 脉冲退火组织图,图7 常规球化退火组织图,Company Logo,试验结论,图8试样7脉冲热处理工艺流程图,图9 常规等温球化退火工艺流程图,Company Logo,试验结论,经过对比后发现，试样编号：7的金相组织内部，碳化物的球化形态较好，分布均匀且尺寸较小，硬度为HBS 200，是理想的球化退火组织。 Cr15滚动轴承钢在球化退火过程中施加脉冲电场，可以明显改善等温球化退火效果，在保证得到良好球状珠光体组织的前提下，使碳化物粒度、形状、分布得到了明显的改善，有利于使基体在淬火后获得马氏体和较好的强韧性，寿命将会得到
8、明显提高。Cr15滚动轴承钢电脉冲等温球化退火的加热温度可以选较低的加热温度，其保温时间4h减少到1.5 h；等温加热温度可以取到700，其保温时间4h减少到0.5h；在整个施加脉冲电场球化退火过程中保温时间比常规处理减少46h。大大提高了等温球化退火的效率，缩短了生产周期,降低了成本，是一种值得深入研究并具有应用价值和广阔前景的合金工具钢等温球化退火新工艺。,Company Logo,致谢,本文是在王焕琴导师的悉心指导下完成的。王老师具有严谨的治学态度，丰富的实践经验，在治学及做人方面使我受益匪浅。衷心感谢王老师对我的关心指导和帮助。几年来，在院系领导的关心支持下，在老师们的悉心教诲下，我的大学生活充实有节，在学业取得了理想的成绩，各项能力得到了锻炼，在思想上也是日趋成熟。 在此，谨向各位领导和老师表示诚挚的感谢！,谢谢各位老师指导！,Company Logo,感恩的心 有你！,感谢,
