作者：劉靖¹，韓靜濤¹，趙杰²，席軍良²
（1.北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；2.石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司）

　　摘　要：為實(shí)現(xiàn)奧氏體再結(jié)晶控制軋制，分析了變形量及變形溫度對(duì)石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的GCrl5軸承鋼再結(jié)晶規(guī)律的影響，確定了該鋼的再結(jié)晶全圖。并得出為避免出現(xiàn)混晶組織，GCrl5鋼的控制軋制應(yīng)在完全再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行。
　　關(guān)鍵詞：GCrl5；軸承鋼；再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)；變形溫度；變形量
　　1　前言
　　石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司二軋廠生產(chǎn)的GCrl5鋼棒材主要用作軸承外套和滾珠，其市場(chǎng)容量較大。為進(jìn)一步改善石鋼二軋廠用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的GCrl5鋼的組織性能，對(duì)其再結(jié)晶規(guī)律進(jìn)行了研究[1,2]，并借助再結(jié)晶規(guī)律圖，為石鋼改善GCrl5鋼組織性能、減輕軋后棒材的網(wǎng)狀碳化物級(jí)別、提高成品鋼材的晶粒度級(jí)別提出了建議[2,3]。
　　2　試驗(yàn)方案
　　試驗(yàn)用料取自石鋼轉(zhuǎn)爐廠生產(chǎn)的150mm×150mm連鑄方坯，在其斷面的1/4處取樣，試樣成分見表1。根據(jù)試驗(yàn)變形量應(yīng)達(dá)到10％～80％的要求，將試樣加工成如圖1所示的階梯形試樣。

　　試驗(yàn)在Φ350mm二輥可逆式軋機(jī)上進(jìn)行軋制。先將試樣加熱至1200℃，保溫15min，然后選擇在1150、1100、1050、1000、950、900、850℃7種溫度下變形。變形后的試樣立即淬水，然后將試樣縱向剖開，經(jīng)研磨、侵蝕后觀察不同變形量下的再結(jié)晶情況。
　　3　試驗(yàn)結(jié)果及分析
　　表2示出不同變形溫度、不同變形量對(duì)GCrl5鋼再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)的影響。

　　3.1 變形量對(duì)GCrl 5鋼奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)的影響
　　變形量對(duì)再結(jié)晶規(guī)律的影響如圖2所示。從圖2可看出，當(dāng)變形溫度在950～1050℃、變形量小于30％時(shí)，有再結(jié)晶發(fā)生；變形量大于50％時(shí)，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)急劇增多；變形量達(dá)到70％時(shí)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)達(dá)到80％以上；變形量大于70％以后，隨變形量的增加，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加趨緩。當(dāng)變形溫度高于1100℃時(shí)，隨變形量增加，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)急劇增加；當(dāng)變形量達(dá)到60％時(shí)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)已達(dá)80％以上；變形量大于60％以后，隨變形量的增加，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加趨緩。

　　圖3示出在軋制溫度為1100℃、不同變形量情況下的再結(jié)晶組織。從圖3可看出，隨著變形量的增加，變形奧氏體晶粒拉長(zhǎng)，奧氏體晶界面積增多，畸變能加大，奧氏體再結(jié)晶形核部位增多，形核速度加快，促使變形奧氏體再結(jié)晶數(shù)量增多，晶粒尺寸減小[1,4]。提高軋制溫度，可加速奧氏體的再結(jié)晶速度，使再結(jié)晶數(shù)量增多，晶粒細(xì)化。奧氏體晶粒的細(xì)化為碳化物析出提供了形核點(diǎn)，對(duì)改善網(wǎng)狀碳化物有利。所以，在較高溫度下加大變形量對(duì)細(xì)化奧氏體晶粒、均勻組織是有利的[5,6]。

　　3.2軋制溫度對(duì)GCrl5鋼奧氏體再結(jié)晶數(shù)量的影響
　　圖2示出軋制溫度與再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)的關(guān)系。從圖2可看出，變形量在30％以下時(shí)，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)多在20％以下，這說(shuō)明30％以下的變形量，使畸變能增加不明顯，奧氏體再結(jié)晶形核的部位不多，所以?shī)W氏體再結(jié)晶的數(shù)量較少。變形量在50％左右時(shí)，隨變形溫度的提高再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加較明顯，在變形溫度為850～1150℃時(shí)，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)由22.66％增加到64.06％。50％左右的變形量使畸變能明顯增加，再加上變形溫度提高，奧氏體再結(jié)晶速度增加，使再結(jié)晶數(shù)量明顯增加。變形量在60％以上時(shí)，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)大多在60％以上。這說(shuō)明大的變形量使畸變能增加明顯，奧氏體再結(jié)晶形核部位顯著增多，形核速度明顯加快，變形奧氏體再結(jié)晶數(shù)量增多。
　　圖4為GCrl5鋼再結(jié)晶規(guī)律圖。圖中a線以下的區(qū)域?yàn)槲丛俳Y(jié)晶區(qū)。a線與b線之間為變形奧氏體的部分再結(jié)晶區(qū)，在這一區(qū)問(wèn)變形奧氏體將由兩部分組成，一部分為再結(jié)晶組織，另一部分為變形奧氏體未再結(jié)晶組織。在此區(qū)間形成奧氏體晶粒大小不均的組織狀態(tài)，這種混晶組織對(duì)其相變及相變后組織都有不利影響[7]。b線以上的區(qū)域?yàn)橥耆俳Y(jié)晶區(qū)，在此溫度和變形量的范圍內(nèi)，形成奧氏體晶粒細(xì)小均勻的組織狀態(tài)。

　　4　結(jié)論
　　由實(shí)測(cè)得到的石鋼轉(zhuǎn)爐GCrl5軸承鋼的再結(jié)晶全圖可得出：在變形溫度一定時(shí)，隨變形量的增加，奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加；在變形量一定時(shí)，隨變形溫度的提高，奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加；在其他條件一定時(shí)，隨變形溫度的提高，奧氏體再結(jié)晶的臨界變形量降低；為避免軋制過(guò)程中出現(xiàn)混晶組織，GCrl5軸承鋼的控制軋制應(yīng)在完全再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]宋維錫．金屬學(xué)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1980．
　　[2]王有銘，李曼云，韋光．鋼材的控制軋制與控制冷卻[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1995．
　　[3]鐘順?biāo)迹醪S承鋼[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2000．290一312．
　　[4]張羊換，王福成．微合金化鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及其顯微組織的研究[J]．包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，17(3)：217—220．
　　[5]苗乃元．GCrl 5鋼網(wǎng)狀碳化物細(xì)化工藝[J]．軸承鋼，1998(12)：13一14．
　　[6]魏潔，劉正東，唐廣波，等．C—Mn鋼熱連軋?jiān)俳Y(jié)晶模型的適用性研究[J]．軋鋼，2006，23(1)：46—51．
　　[7]葉建松，徐祖耀．35CrMo鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[J]．軋鋼，2004，21(5)：23—26．