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GCr15高碳鉻軸承鋼的高溫力學(xué)性能研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2014-04-04
?GCr15鋼是一種合金含量少、性能良好和應(yīng)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(jīng)淬火＋低溫回火后，具有良好的接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性，其顯微組織為隱回火馬氏體基體上分布著細(xì)小的碳化物顆粒。在工業(yè)生產(chǎn)中，GCr15鋼除廣泛應(yīng)用于軸承工業(yè)外，還可用來(lái)制造塊規(guī)等高級(jí)量具、柴油機(jī)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(zhì)量對(duì)產(chǎn)品有重要影響，而裂紋是制約連鑄坯質(zhì)量的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)，裂紋的產(chǎn)生與材料在高溫下的熱物理性能密切相關(guān)。鑒于此，對(duì)GCr15鋼進(jìn)行了高溫拉伸試驗(yàn)，研究了GCr15鋼的高溫力學(xué)性能及斷面形貌。實(shí)驗(yàn)室的高溫?zé)崴苄栽囼?yàn)?zāi)茌^好模擬連鑄連軋過(guò)程，為連鑄連軋?zhí)峁├碚撘罁?jù)。
實(shí)驗(yàn)用GCr15鋼其化學(xué)組成如表1所示。本實(shí)驗(yàn)是在Gleeble-1500試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行連鑄坯的高溫力學(xué)性能研究，試驗(yàn)是在真空狀態(tài)下進(jìn)行，變形溫度選在750～1300℃。試樣以10℃/s速率升溫，當(dāng)所測(cè)高溫力學(xué)性能溫度大于1200℃時(shí)，在1350℃時(shí)保溫2min，當(dāng)小于1200℃，升溫到1200℃保溫2min，然后以1℃/s的速度降到預(yù)定溫度進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，拉伸應(yīng)變速率為2.4×10-3s-1，每隔50℃取1個(gè)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(lái)評(píng)定。
表1??GCr15鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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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(jié)果表明：
（1）GCr15鋼連鑄坯在2.4×10-3s-1應(yīng)變速率下，良好塑性區(qū)在800～1200℃，第一脆性區(qū)在1200～1350℃，第三脆性區(qū)在800℃以下，零塑性溫度為1300℃，零強(qiáng)度溫度在1400℃以上。
（2）小于800℃時(shí)，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(xiàn)縮頸現(xiàn)象，韌窩均勻且較集中，塑性良好。當(dāng)發(fā)生局部熔化后，會(huì)有枝晶出現(xiàn)，此時(shí)塑性會(huì)下降；在1300℃時(shí)，晶粒邊界處由于過(guò)熔而導(dǎo)致的深溝，過(guò)熔使得斷口部分區(qū)域晶粒間并不緊密，出現(xiàn)了脆性斷裂。
（3）防氧化劑能提高GCr15的高溫力學(xué)性能，經(jīng)雙細(xì)化處理并且涂有防氧化劑的GCr15鋼，其伸長(zhǎng)率達(dá)324.5%。
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