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GCr15高碳鉻軸承鋼的高溫力學性能研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-04-04
?GCr15鋼是一種合金含量少、性能良好和應用廣泛的高碳鉻軸承鋼，具有較高抗塑變能力和彈性極限，高而均勻的硬度和一定沖擊韌性。GCr15鋼件經淬火＋低溫回火后，具有良好的接觸疲勞強度和耐磨性，其顯微組織為隱回火馬氏體基體上分布著細小的碳化物顆粒。在工業生產中，GCr15鋼除廣泛應用于軸承工業外，還可用來制造塊規等高級量具、柴油機油泵上的精密偶件。此外，GCr15鋼還可用于冷變形模具如：冷擠壓模具、搓絲板和成形模等。GCr15連鑄坯的質量對產品有重要影響，而裂紋是制約連鑄坯質量的主要因素。研究發現，裂紋的產生與材料在高溫下的熱物理性能密切相關。鑒于此，對GCr15鋼進行了高溫拉伸試驗，研究了GCr15鋼的高溫力學性能及斷面形貌。實驗室的高溫熱塑性試驗能較好模擬連鑄連軋過程，為連鑄連軋提供理論依據。
實驗用GCr15鋼其化學組成如表1所示。本實驗是在Gleeble-1500試驗機上進行連鑄坯的高溫力學性能研究，試驗是在真空狀態下進行，變形溫度選在750～1300℃。試樣以10℃/s速率升溫，當所測高溫力學性能溫度大于1200℃時，在1350℃時保溫2min，當小于1200℃，升溫到1200℃保溫2min，然后以1℃/s的速度降到預定溫度進行拉伸實驗，拉伸應變速率為2.4×10-3s-1，每隔50℃取1個試樣，試樣拉斷后，立即淬火冷卻，保存斷口，利用SEM觀察斷口形貌。鋼的高溫塑性用斷面收縮率（Ψ）來評定。
表1??GCr15鋼的化學成分（質量分數，%）
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C
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Si
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Cr
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Mn
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P
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S
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0.998
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0.28
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1.46
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0.32
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0.0092
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0.0083
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?
結果表明：
（1）GCr15鋼連鑄坯在2.4×10-3s-1應變速率下，良好塑性區在800～1200℃，第一脆性區在1200～1350℃，第三脆性區在800℃以下，零塑性溫度為1300℃，零強度溫度在1400℃以上。
（2）小于800℃時，斷口屬于穿晶斷裂，韌窩不均勻且有較深的孔洞，塑性較差；800～1200℃出現縮頸現象，韌窩均勻且較集中，塑性良好。當發生局部熔化后，會有枝晶出現，此時塑性會下降；在1300℃時，晶粒邊界處由于過熔而導致的深溝，過熔使得斷口部分區域晶粒間并不緊密，出現了脆性斷裂。
（3）防氧化劑能提高GCr15的高溫力學性能，經雙細化處理并且涂有防氧化劑的GCr15鋼，其伸長率達324.5%。