【摘 要】
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GCr15轴承钢是当今国内外广泛应用的一种合金含量比较少且具有优良性能的高碳铬轴承钢。我国轴承套圈的生产大都是采用管坯→加热→斜轧穿孔→控冷→球化→多道次冷拔生产的GCr15无缝钢管为原料。因GCr15轴承钢的含碳量较高,在钢管生产的球化退火过程中由于长时间的加热容易造成脱碳,其表面脱碳层深度是衡量该类产品的关键指标之一。本文借助JMatpro软件模拟得到GCr15轴承钢的TTT曲线、CCT曲线,
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GCr15轴承钢是当今国内外广泛应用的一种合金含量比较少且具有优良性能的高碳铬轴承钢。我国轴承套圈的生产大都是采用管坯→加热→斜轧穿孔→控冷→球化→多道次冷拔生产的GCr15无缝钢管为原料。因GCr15轴承钢的含碳量较高,在钢管生产的球化退火过程中由于长时间的加热容易造成脱碳,其表面脱碳层深度是衡量该类产品的关键指标之一。本文借助JMatpro软件模拟得到GCr15轴承钢的TTT曲线、CCT曲线,分析表明等温球化退火时从奥氏体化温度冷却到等温温度之前GCr15钢就开始了珠光体转变,但转变未完成,此时进入珠光体等温转变过程,且将在少于1300s的时间内快速完成转变,成为珠光体组织。在脱碳模拟时,725°C以上应采用碳原子在?-Fe中的扩散系数,725~650°C应采用碳原子在?-Fe中的扩散系数,650°C以下可不考虑,认为此阶段不发生脱碳行为。热力学平衡相成分模拟分析表明,790°C加热奥氏体化时GCr15钢的平衡奥氏体碳含量为0.74%。研究分析了扩散系数、传递系数、换热系数对热处理过程中扩散问题的影响,将扩散系数取为温度和含碳量的函数,同时,将阿累尼乌斯方程应用于传递系数建立了传递系数与温度的函数,提高了仿真的准确性。应用扩散原理推导,在DEFORM系统中建立脱碳模拟的有限元模型,通过实验与模拟对比验证,证实了热处理脱碳数值计算模型的准确性,并修正脱碳层的界限含碳量为0.88%;结合某公司GCr15无缝钢管制造过程中的等温球化退火工艺进行脱碳控制研究,研究表明材料实际含碳量越高,热处理过后材料相应各处的含碳量也越高,但总体脱碳程度较大;保护气氛碳势的提高能显著调控GCr15钢等温球化退火的脱/增碳程度,即碳势在0.65以上,脱碳层深度符合国标GB/1854-2002,碳势在0.7~0.75之间时,既不脱碳也不增碳,碳势达到0.8时,工件会轻微渗碳。综合上述结论,通过对该公司整个工艺流程分析,最后提出了GCr15无缝钢管钢管生产过程中脱碳控制的应对措施。
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