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回火温度对GCr15钢回火组织与性能的影响研究 第5页

更新时间:2016-10-26:  来源:毕业论文
2.7 高碳钢
碳钢在经适当热处理或冷拔硬化后,具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限(尤其是缺口疲劳极限),切削性能尚可,但焊接性能和冷塑性变形能力差。由于含碳量高,水淬时容易产生裂纹,所以多采用双液淬火(水淬+油冷),小截面零件多采用油淬。这类钢一般在淬火后经中温回火或正火或在表面淬火状态下使用。主要用于制造弹簧和耐磨零件。 碳素工具钢是基本上不加入合金化元素的高碳钢,也是工具钢中成本较低、冷热加工性良好、使用范围较广的钢种。其碳含量在0.65-1.35%,是专门用于制作工具的钢。
高碳钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量,并随固溶碳量的增加而提高。固溶碳量超过0.6%时, 淬火后硬度不再增加,只是过剩的碳化物数量增多,钢的耐磨性略有增加,而塑性、韧性和弹性有所降低。为此,常根据使用条件和对钢的强度、韧性匹配来选用不同的钢号。例如,制造受力不大的弹簧或簧式零件,可选择较低碳量的65钢。一般高碳钢可用电炉、平炉、氧气转炉生产。要求质量较高或特殊质量时可采用电炉冶炼加真空自耗或电渣重熔。冶熔时,严格控制化学成分,特别是硫和磷的含量。为减少偏析,提高等向性能,钢锭可进行高温扩 散退火(对工具钢尤为重要)。热加工时,过共析钢的停锻(轧)温度要求低(约800℃),锻轧成材后应避 免粗大网状碳化物的析出,在700℃以下应注意缓冷,以防热应力造成裂纹。热处理或热加工过程中要防止表面脱碳(对弹簧钢尤为重要)。热加工时要有足够的压缩比,以保证钢的质量和使用性能。
2.8 过共析钢
工具用钢的含碳量往往超过0.77%,这种钢组织中渗碳体的比例超过12%,所以除与铁素体形成珠光体外,还有多余的渗碳体,于是这类钢的组织是珠光体+渗碳体。这类钢统称为过共析钢。
含碳量高于0.77%的碳素钢。显微组织有珠光体和先析渗碳体。该渗碳体沿原奥氏体晶界成网状分布。过共析钢因含有较多的碳、热处理后可得到很高的强度和硬度。通常采用不完全淬火,保留一部分未溶解的渗碳体,淬火后这些渗碳体以粒状分布在马氏体基体内,能提高钢的耐磨性。这种钢多用作工具钢使用。
过共析钢的淬火加热温度不能低于Ac1,因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于Ac1温度时,珠光体不完全转变成奥氏体,并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小,且其碳的质量分数已稍高于共析成分。如果继续升高温度,则二次渗碳体不断溶入奥氏体,致使奥氏体晶粒不断长大,其碳浓度不断升高,会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高,使淬火后残余奥氏体数量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于Ac1太多是不合适的,加热到完全奥氏体化的Acm或以上温度就更不合适。
3 实验材料及方案
3.1 实验材料和设备
3.1.1 实验材料
经切割机切成的6块GCr15钢试样。图3.1为GCr15轴承宏观照片。
 图3.1 GCr15试样
 3.1.2 实验设备
    实验所用设备见表3-1。
表3-1 课题研究用的仪器、设备
序号 名称 型号 规格
1 箱式电阻加热炉 SX-4-10 最高加热温度 1000 ℃
额定功率4KW
额定电压220V
炉膛尺寸300×200×120mm
2 砂轮机 S38T-200 200mm(台式)/(落地式)
转速:2850 rpm
 最大切割截面:30×30mm,
砂轮片规格:250×2×32mm
3 抛光机 PG-2 抛盘直径:200mm
转速:1350转/分
4 照相系统 XSP-BM-20AV 常用光学放大倍率100/500
带数码摄影装置
5 显微硬度计 HXS-1000A 最大载荷1000g
各种消耗品:金相砂纸,抛光剂,抛光布,侵蚀剂。

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