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GCr15高碳铬轴承钢的高温力学性能研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-04-04
GCr15钢是一种合金含量少、性能良好和应用广泛的高碳铬轴承钢，具有较高抗塑变能力和弹性极限，高而均匀的硬度和一定冲击韧性。GCr15钢件经淬火＋低温回火后，具有良好的接触疲劳强度和耐磨性，其显微组织为隐回火马氏体基体上分布着细小的碳化物颗粒。在工业生产中，GCr15钢除广泛应用于轴承工业外，还可用来制造块规等高级量具、柴油机油泵上的精密偶件。此外，GCr15钢还可用于冷变形模具如：冷挤压模具、搓丝板和成形模等。GCr15连铸坯的质量对产品有重要影响，而裂纹是制约连铸坯质量的主要因素。研究发现，裂纹的产生与材料在高温下的热物理性能密切相关。鉴于此，对GCr15钢进行了高温拉伸试验，研究了GCr15钢的高温力学性能及断面形貌。实验室的高温热塑性试验能较好模拟连铸连轧过程，为连铸连轧提供理论依据。
实验用GCr15钢其化学组成如表1所示。本实验是在Gleeble-1500试验机上进行连铸坯的高温力学性能研究，试验是在真空状态下进行，变形温度选在750～1300℃。试样以10℃/s速率升温，当所测高温力学性能温度大于1200℃时，在1350℃时保温2min，当小于1200℃，升温到1200℃保温2min，然后以1℃/s的速度降到预定温度进行拉伸实验，拉伸应变速率为2.4×10-3s-1，每隔50℃取1个试样，试样拉断后，立即淬火冷却，保存断口，利用SEM观察断口形貌。钢的高温塑性用断面收缩率（Ψ）来评定。
表1 GCr15钢的化学成分（质量分数，%）
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C
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Si
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Cr
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Mn
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P
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S
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0.998
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0.28
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1.46
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0.32
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0.0092
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0.0083
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结果表明：
（1）GCr15钢连铸坯在2.4×10-3s-1应变速率下，良好塑性区在800～1200℃，第一脆性区在1200～1350℃，第三脆性区在800℃以下，零塑性温度为1300℃，零强度温度在1400℃以上。
（2）小于800℃时，断口属于穿晶断裂，韧窝不均匀且有较深的孔洞，塑性较差；800～1200℃出现缩颈现象，韧窝均匀且较集中，塑性良好。当发生局部熔化后，会有枝晶出现，此时塑性会下降；在1300℃时，晶粒边界处由于过熔而导致的深沟，过熔使得断口部分区域晶粒间并不紧密，出现了脆性断裂。
（3）防氧化剂能提高GCr15的高温力学性能，经双细化处理并且涂有防氧化剂的GCr15钢，其伸长率达324.5%。