球化退火中铌对GCr15钢碳化物析出和球化的影响

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球化退火是高碳铬轴承钢生产过程中的重要热处理工艺之一，研究得较多，但铌对其影响的相关工作未见报道。本项工作研究添加微合金铌对GCr15轴承钢球化退火过程中碳化物析出和球化的定量影响，…

球化退火是高碳铬轴承钢生产过程中的重要热处理工艺之一，研究得较多，但铌对其影响的相关工作未见报道。本项工作研究添加微合金铌对GCr15轴承钢球化退火过程中碳化物析出和球化的定量影响，为实现高品质轴承钢组织精细化和均匀化控制提供依据，并推进铌微合金化技术在中高碳长材中的应用。

试验材料为国内某特钢厂生产的冷加工用轴承钢GCr15热轧Φ28mm棒材，其主要工艺流程为：电炉→LF→VD→模铸→去应力退火→步进梁式连续加热→热轧→穿水冷却→冷床→定尺。试验钢1～试验钢3的合金成分如表1所示，可以看出，不同主要在于试验钢1未添加铌，而试验钢2和试验钢3分别添加了质量分数为0.018%和0.040%的铌。

表1 试验钢的合金成分（质量分数，%）

试验钢	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	Nb	O	N	Fe
1	1.0	0.24	0.36	0.008	0.002	1.50	0.005	-	0.0011	0.0044	余量
2	1.0	0.28	0.35	0.010	0.002	1.54	0.008	0.018	0.0014	0.0044	余量
3	1.0	0.32	0.39	0.014	0.003	1.52	0.010	0.040	0.0015	0.0041	余量

采用SX-G 07102型加热炉进行球化退火试验，试样尺寸为Φ10mm×15mm。试验方案：试样在800℃加热1h后，以15℃/h分别冷却到780、760、740、735、730、725、720和700℃后水淬至室温。然后，采用Zeiss EVO 18扫描电子显微镜进行显微组织观察和分析，并采用Leica VMHT 30M显微维氏硬度计进行硬度测定。结果表明：

（1）分别添加质量分数为0.018%和0.040%的铌，能够显著细化GCr15轴承钢热轧材组织的珠光体球团，抑制网状二次渗碳体的析出，并且细化和抑制作用随着铌质量分数增加而增大。

（2）800℃加热1h后以15℃/h冷却球化退火过程中，添加质量分数为0.018%和0.040%的铌没有影响GCr15轴承钢的碳化物析出和球化温度，碳化物析出和球化的温度均为720～740℃，但是显著加快了GCr15钢碳化物析出和球化的速率。

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