固溶处理对G80T高温轴承钢组织及力学性能的影响

G80T钢是一种特殊电渣定向凝固冶炼的M50钢，属于耐350℃的中温二代轴承钢。从目前国内外报道的文献来看，M50钢依然是制造航空发动机主轴轴承的主要材料，最高使用温度可达315℃。不断提高的DN值（轴承直径与轴承转速的乘积）要求发动机主轴承具有更高的抗弯和抗扭性能，从而对轴承材料的韧性提出了更高的要求。已有研究结果表明可以通过动态再结晶对G80T钢的原始材料进行晶粒细化，进而达到改善轴承材料韧性和提高材料强度的目的。为保证热变形G80T钢的晶粒在固溶处理后兼具细小晶粒和较高硬度，科研人员选取经过动态再结晶已细化组织晶粒的G80T钢作为原材料，研究了奥氏体化温度和奥氏体化时间对结构性能的影响。

试验材料为定向电渣重熔冶炼，直径为Φ150cm的铸态高温轴承钢G80T钢锭，其成分（质量分数，%）为C0.82，Cr4.11，Mo4.19，V0.97，余量Fe。

铸锭经高温扩散退火5h后，取样加工成Φ8mm×15mm圆柱体试样。为了通过动态再结晶细化晶粒尺寸，在热模拟试验机Gleeble-3800上经1200℃下保温2min后，以5℃/min冷却至1050℃，以10s-1的变形速率进行60%的压缩变形，再以5℃/min冷却至600℃后冷却至室温得到变形试样。

将热压缩后的试样在箱式电阻炉中进行固溶处理，处理温度为950、1000、1050、1100、1150、1200℃，到温装炉，保温时间为5、10、30、60min，出炉后快速油淬。将试样沿热压缩时压力加载的方向均匀纵切成两半，对纵切面的中心部位进行组织和硬度观察。

结果表明，随着固溶温度的升高，在1050℃之前奥氏体晶粒尺寸先缓慢增加到约7～8μm，然后随固溶温度的进一步提高而异常长大。试验钢的显微硬度随固溶温度先升高后降低，在1050℃固溶时显微硬度达到921HV0.2，是细晶强化和碳化物析出强化共同作用所致。热力学计算结果表明，热压缩60%的G80T钢在重新奥氏体化过程中的晶粒长大行为受合金元素扩散控制，其扩散激活能为333kJ/mol。