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1、温度和冷却速度对PGr轴承钢球化质量的影响董立岩ffec o perture nooling ate on pheodiig Stctre of Berg SelPCr15ong Lyan(Hetrement plant, Dalian oa tel GouCo Ltd， lian 6） 几年来，热解决分厂的电加热辊底炉共解决了几万吨轴承钢,其组织和硬度的一次合格率为00%。高质量的退火组织的获得是基于先进的热解决设备和合理的工艺制度。本文通过实验，观测了不同温度、不同冷却速度对轴承钢球化组织的影响,并应用球化原理论述了产生这种变化的因素。退火设备简介1.1 辊底炉的重要构造 热解决分厂的电加
2、热式辊底炉是从西德纳塞尔炉子公司引进的先进技术,由双方合伙设计、制造的,可用于特殊钢的正火和退火。 辊底炉的主体构造如图1所示。图1电加热辊底持续退火炉构造示意图F.1ketc o electri heatng cotous ollr heahanalgfurnce.2退火工艺过程 钢材吊至进料台架上，迅速进入前真空锁气室(抽真空至5 Pa，充保护气至室内压力20040 Pa)，以正常速度进入炉子加热段；加热段分为9个控制区(按钢种退火规定设定每个区的温度）,钢料在加热段内完毕加热、保温、控制冷却后进入快冷段及冷却段;钢料被冷却到10如下,进入已抽真空并有保护气体的后真空锁气室内并迅速至出料台
3、架,横移落入收集槽中。2球化退火工艺 Cr钢的Ac1为36 ,Acm为900 ；76是球化退火温度的下限，奥氏体晶粒内微区域成分均匀化温度为80850 ,即加热温度的上限。虽然在此温度范畴内都可以得到粒状珠光体,但颗粒的形状、细密有很大差别,即组织的级别有很大不同。要想得到最佳组织及适中的硬度值，每一种设备均有它的最佳退火温度。热解决分厂辊底式退火炉的最佳温度为0082 ,退火组织2.级及.5级占99%,退火硬度所有合格且很均匀(平均HB 16）。 图2为80 时退火温度跟踪曲线与设定值曲线的比较。从图2可见,虽然辊底炉退火工艺温度是分区设定的,且各区域之间均有030 左右的温差，但从炉温跟踪
4、曲线可以看出:实际炉温变化是持续的,即炉料的温度变化是持续而平缓的。每批钢材通过个区后即完毕了加热、保温、控制冷却这一一般球化退火过程。图2 辊底式退火炉温度跟踪曲线与设定值比较ig2 Compaison of fixe anraleasur tempeature in rol herh annealg urna3 影响球化质量的因素.1 温度对PGCr1球化质量的影响 本实验对Cr1525mm轧材在730,760 ,80 ，80 (辊速3/h)不同温度下的组织和硬度进行了观测、对比,实验温度和检查成果见表1，相应的金相组织见图。表1 温度对PCr15球化组织和硬度的影响Tae1 Effec
5、oeeatreo heroidizigsrcture nd hadn of earinstel Pr料号退火温度辊速 /m.-1球化组织/级硬度（B）硬度（B)平均值1区2区3区4区5区6区区8区区100730731096705003617，22320图3不同温度退火时的GC15钢球化组织0（a) 1号 70 1.0级；（) 3号 20 2.级； （c） 4号 850 5级i. Sutur fberg stee herodizigneingt difeen tempate，50 730, b- 20; c 850 730 退火，温度过低,部分原始片状珠光体未能完全溶于奥氏体,在冷却过程中使部分
6、碳化物沿原珠光体片的方向析出,由于温度过低,已析出的碳化物来不及汇集长大,因而获得具有轧材特点的细片状珠光体(照片上的黑团)和细粒状混合物,对照YB-68原则,评为1.0级的不合格组织,即欠热组织(图3a),该组织硬度偏高,重新退火可以改善。 760是球化退火温度的下限，原始片状珠光体虽已溶解但奥氏体中的化学成分极不均匀，冷却过程中点状碳化物在高温停留时间短,来不及长大，体现为细小的粒状和少量密集点状堆积，组织152级,偏低。 0 为热解决分厂辊底炉正常球化退火温度,在该温度下,原片状珠光体溶断成许多碳化物质点，这些质点或在奥氏体富碳区形成的碳化物晶核在随后的缓慢冷却过程中形成均匀分布的细粒状
7、和少量点状，组织级别为2.5级。硬度195,是比较抱负的球化组织(图b）。 当温度继续升高到850 时,由于温度较高,碳化物溶解过多，奥氏体成分均匀化,冷却时会浮现粗片状珠光体和少量粗粒状碳化物,对照原则为.5级（图3),超过合格范畴，硬度尚在合格范畴之内。 当温度升高到880 时，由于接近Acm,原片状珠光体大部分溶解,奥氏体在短时间内达到均匀化,在随后的冷却过程中形成高温的粗片状珠光体和变形的颗粒碳化物。该组织为过热组织,对于过热引起的组织缺陷可先加热到0920正火,然后再在正常温度下进行二次退火。 根据表1不同温度下钢材具有不同硬度,作出冷速为100 /h时温度和硬度的关系图(图4)。由
8、图4可看出，GC15钢在冷却速度一定期,球化退火温度过高或过低,钢材的硬度值都偏高，这是由于组织的形态而决定的，即球化退火温度偏低时产生的不均匀细粒状珠光体和退火温度过高时产生的粗片状珠光体都会使硬度升高导致不合,在7800 时硬度值有一最佳范畴，而此时的球化组织也最佳。图 Pr15钢退火温度与硬度关系(冷速1030/h)Fig 4Rlaton tweenannelngmrure a hnes o sel PGCr（Coingrate 10 /h）32冷却速度对PGC15球化质量的影响 对PGCr525 m轧材在工艺温度不变,辊速分别为3 m/，4 m/h,5m/h时进行退火,工艺温度及检查成
9、果见表2。表2退火炉的辊速对PCr15轴承钢球化组织及硬度的影响ble 2Effc froler e f annalingfrnace o shdizngstructureand hrness ofeaing selPCr15退火温度/1区2区3区4区5区6区7区区9区8281078750730719060辊速m.h1球化组织/级硬度(B)3452.52.01.52.0833 193194 91 922 19198冷却速度的大小,也是影响球化质量极其重要的因素，它直接影响到粒状碳化物颗粒的大小和均匀性，同步影响退火材的硬度。本实验辊速增长到5mh仍还是在正常冷却范畴内(30 /)，其组织、硬度
10、仍符合原则规定。 在退火组织和硬度合格的条件下,提高辊速对大生产具有实际意义。例如,当辊速由现行的3m/h提高到4m/h时,其生产效率可提高%,节省能耗,且钢材在高温区的停留时间变短 ，有助于减少钢材表面的脱碳,这一点尚有待此后在大生产中进一步检查。 4 结论 ()加热温度是影响球化质量的重要因素,球化退火温度一般控制在7882为宜。 (2)冷却速度影响碳化物颗粒大小和均匀度，一般宜控制在1030/h。作者简介:董立岩,女,6岁,高档工程师。198年毕业于东北大学金属材料热解决专业。从事热解决工艺及设备的实验研究。作者单位:董立岩（大连钢铁集团有限责任公司热解决分厂,大连111)收稿日期:199-1-08
