热处理工艺对GCr15钢碳化物球化效果的影响

工业生产上广泛使用的GCr15钢，用于制造滚动轴承，也广泛用于制造工具、模具等，经常采用常规球化退火＋淬火、低温回火的热处理工艺，其显微组织中往往存在粗大、尖角状、不圆整、不均匀的碳化物，在工作时容易产生应力集中，促进了裂纹的萌生和扩展，使其强韧性较差，使用寿命比较低。针对这一生产实际问题，本文研究了热处理工艺对GCr15钢碳化物球化效果的影响，对提高GCr15钢制品的强韧性、抗疲劳断裂和耐磨性等性能均有重要作用，为生产上制定GCr15钢的热处理工艺提供参考。

实验材料为Φ10mm×20mm的GCr15钢、机油、无水酒精、4%硝酸酒精溶液和2500#抛光液。GCr15钢的化学成分为（质量分数，%）：0.95~1.05C，0.20~0.40Mn，0.15~0.35Si，1.30~1.65Cr，≤0.020S，≤0.027P；临界温度分别为：Ac1=760℃，Ac3=900℃，Ar1=695℃，Ms=185℃。试验设备为SRJX-8-13高温箱式电阻炉、中温热处理炉。

用常规球化退火、循环球化退火处理GCr15钢试样，所得的球状珠光体中都明显出现尖角状、较粗大的碳化物，而用1050℃高温固溶+700℃高温回火作为预先热处理工艺处理GCr15钢试样，回火珠光体中的碳化物细小、圆整、比较均匀弥散地分布在基体上。上述三种预先热处理工艺所得到的碳化物球化效果，明显遗传到840℃淬火+150℃回火所到的回火马氏体+碳化物的金相组织中。GCr15钢试样的1050℃高温固溶+700℃高温回火+840℃淬火+150℃回火的热工艺处理，具有工艺过程简便、可操作性较强、生产周期较短、能耗较低和强韧性较好等特点。