终轧工艺及轧后冷速对GCr15SiMn钢相变组织的影响

随着智能制造与工业4.0的迅猛发展，对轴承的性能要求也越来越苛刻，用户对钢材质量品质的要求越来越高，GCr15SiMn钢是一种改型钢种，在GCr15钢的基础上，适当增加Si、Mn含量以改善其淬透性、弹性极限、耐磨性等，使其制造轴承套圈及滚动体的适用尺寸更多。本工作结合现场的生产工艺，利用GLeeble3800热模拟试验机，制定双道次轧制工艺，测定轴承钢GCr15SiMn在此轧制工艺下的动态CCT曲线；在CCT曲线的基础上模拟不同终轧工艺及轧后冷速对该钢组织转变的影响进行分析，为制定合理的生产工艺提供理论依据与数据支持。

实验钢为某钢厂生产的48mm规格的热轧态棒材，其原材料的化学成分（质量分数，%）为：C1.05，Cr1.45，Si0.55，Mn1.10，P0.006，S0.001，O0.0005，Fe余量。经机加工成热模拟试样后，在Gleeble3800热模拟试验机上测定，包括终轧工艺和轧后冷速对相变组织的影响。结合现场实际，热模拟实验方案为：将试样按10℃/s的速度加热到1200℃并保温5min，使碳化物充分溶解到奥氏体中，然后以10℃/s的速度冷却到980℃并保温10s，消除温差，然后进行变形量为50%的单道次压缩变形，随后以5℃/s的速度冷却到860℃，一组进行30%的单道次压缩变形后以不同冷却速率（V=0.3、0.5、1、2、3、5、10、15℃/s）冷至室温，另一组经过不同的终轧变形工艺，再以不同的冷却速度（V=1、5℃/s）冷却到室温。

实验后的试样采用金相显微镜观察微观组织，结合动态CCT曲线及不同工艺下的组织与显微硬度分析。结果表明：

（1）变形速率的改变，对实验钢的组织转变无太大影响，随着变形量的增加，在连续冷却得到的室温组织中，二次碳化物增多，珠光体转变量增加，珠光体开始转变温度升高，珠光体球团直径和片层间距减小；实验钢Ms点随变形量的增加而降低。

（2）连续冷却速度的增加，二次碳化物析出明显减少，碳化物厚度减小，网状碳化物基本消失，珠光体开始转变温度降低，珠光体球团直径和片层间距减小；跟变形速率和变形量比，冷却速度对实验钢组织的转变影响显著。

（3）变形速率对实验钢的显微硬度影响不大，相同冷却速度和变形速率下，随着变形量的增大，实验钢显微硬度增大；冷却速度的提高，实验钢显微硬度显著增大。