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GCr15钢是轴承钢的代表钢种,各种机械交通设备在运转过程中,轴承发挥着重大意义,因此被称为机械的关节。轴承套圈作为轴承组成元件,工况环境下,其通常承受很大的交变载荷。于是对于高性能汽车轴承套圈的生产制造,必须保证其有高的强度、塑性和疲劳强度。预备热处理作为提高轴承钢机械性能重要工艺,研究它意义重大。本研究以 GCr15热轧轴承套圈为研究对象,对其开展预备热处理及最终热处理试验,采用热力学、材料学、塑性力学等多学科交叉研究方法,对实验结果进行理论分析和探讨,揭示汽车轴承套圈预备热处理组织性能演变规律及影响因素,探明预备热处理对轴承套圈成形制造组织性能遗传演化影响机制,为高性能汽车轴承套圈成形制造提供科学依据。 轴承钢预备热处理组织性能演变方面,首先对 GCr15钢热轧环坯采用不同工艺的预备热处理,利用扫描电子显微镜观察不同预备热处理工艺条件下材料SEM组织形貌,分析可得:GCr15热轧轴承钢原始组织为片层状珠光体,预备热处理后,片层状珠光体转变为粒状珠光体。预备热处理工艺不同,碳化物颗粒球化效果不一样,退火温度和保温时间主要影响碳化物颗粒的形貌和尺寸,而退火冷却速度仅仅影响碳化物颗粒的尺寸。然后利用微拉伸试验机和显微硬度仪,对不同预备热处理的轴承套圈试样进行机械性能测试。结果表明:适当的预备热处理工艺,球化效果良好,轴承钢的强度高,塑性好,硬度低。 预备热处理对轴承套圈成形制造组织性能遗传演化方面,首先对采取不同预备热处理工艺的轴承套圈均采用同种淬火回火最终热处理工艺,观察最终热处理材料的碳化物组织尺寸和形貌并统计,然后与球化态的碳化物颗粒作纵向比较。结果表明:预备热处理所获得的球化碳化物组织,其形貌和尺寸在随后的最终热处理过程中具有一定的遗传性。碳化物颗粒的遗传性将致使最终热处理材料的机械性能与球化态材料的机械性能呈正相关关系。采用合理的预备热处理工艺,材料机械性能优异,最终热处理后,材料机械性能也优异。 综合考虑组织性能优化和节能高效两方面,预备热处理工艺选择适当的加热温度710℃,适宜的保温时间6h以及较快的冷却速度,轴承套圈球化组织形貌良好,最终热处理后,组织优良性得到很好的遗传,材料机械性能最佳。