一種GCr15軸承鋼的快速球化退火工藝方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種GCr15軸承鋼的快速球化退火工藝方法。 背景技術(shù) [0002] GCr15軸承鋼在服役過(guò)程中具有較高的耐疲勞性能、耐磨損性能及良好的尺寸穩(wěn)定性，因此，GCr15軸承鋼在軸承生產(chǎn)市場(chǎng)上一直占據(jù)著主導(dǎo)的地位。然而作為一種過(guò)共析鋼，由于含碳量較高，經(jīng)過(guò)熱軋空冷處理后，GCr15的組織由片狀珠光體和在原奧氏體晶界上析出的網(wǎng)狀碳化物組成，這種混合組織會(huì)導(dǎo)致熱軋?zhí)幚砗蟮妮S承鋼具有較高的硬度，不利于后續(xù)機(jī)械加工處理的進(jìn)行。為了降低軸承鋼在機(jī)械加工處理前的硬度，降低內(nèi)應(yīng)力，一般在機(jī)械加工處理前都要進(jìn)行球化退火處理，使組織轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂斜容^好的加工性能的球狀珠光體組織。軸承鋼的快速球化退火工藝的研究雖然在近些年雖然取得了一定程度的進(jìn)步，但現(xiàn)階段存在的球化處理工藝仍然存在著生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)工序復(fù)雜等問(wèn)題。現(xiàn)階段，工業(yè)上常用的軸承鋼的球化退火的工藝主要有以下幾種： [0003] (1)連續(xù)球化退火 [0004] 將鋼加熱到略高于Ac1(如GCr15軸承鋼為780～810℃)保溫一定時(shí)間，隨后在爐中以15～25℃/h的冷卻速度冷卻至650℃以下出爐空冷。采用連續(xù)球化退火工藝處理軸承鋼所用的熱處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20h以上，因此，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，連續(xù)球化退火工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的使用并不廣泛。 [0005] (2)等溫球化退火 [0006] 等溫球化退火是現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的球化方法。具體的操作方法如下： 將鋼加熱到略高于Ac1保溫一定時(shí)間，隨后快冷至Ar1以下某一溫度范圍內(nèi)(680～720℃)進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，在等溫轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，奧氏體相會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體+碳化物顆粒，然后隨爐冷卻至650℃出爐空冷。與連續(xù)球化退火相比，等溫球化退火工藝所需時(shí)間較短，但耗時(shí)仍超過(guò) 10h。 [0007] (3)周期球化退火 [0008] 將鋼加熱到略高于Ac1進(jìn)行保溫，然后快冷至Ar1以下保溫，之后再加熱至Ac1以上溫度保溫，隨后又快冷至Ar1以下保溫，多次反復(fù)之前的熱處理工藝，最后隨爐冷卻至650℃后出爐空冷。該工藝球化效果充分，但工藝操作較為繁瑣。 [0009] 傳統(tǒng)的球化退火工藝，如連續(xù)球化退火和等溫球化退火耗時(shí)較長(zhǎng)，能耗較大。周期球化退火雖然解決了球化退火過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題，但是工藝過(guò)程比較復(fù)雜，不利于實(shí)際操作。因此，開(kāi)發(fā)一種新的軋制及熱處理工藝，實(shí)現(xiàn)GCr15鋼的在線球化，將簡(jiǎn)易的操作工藝和縮短球化時(shí)間有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，具有非常重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)效益。 [0010] 在此基礎(chǔ)上，采用離異共析轉(zhuǎn)變機(jī)制實(shí)現(xiàn)快速球化被廣泛應(yīng)用于軸承鋼球化退火研究中。對(duì)于含碳量較多的過(guò)共析鋼，在共析反應(yīng)過(guò)程中，由于鋼的成分點(diǎn)離共析點(diǎn)較遠(yuǎn)，在溫度降低的過(guò)程中，先共析碳化物會(huì)在高于Ar3點(diǎn)析出，隨著溫度的進(jìn)一步降低，共析組織中與先的滲碳體相會(huì)依附于先共析滲碳體上析出長(zhǎng)大，而鐵素體相則會(huì)在晶界、相界等處析出，從而將珠光體的轉(zhuǎn)變模式從傳統(tǒng)的片層狀合作生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)椤半x異共析”轉(zhuǎn)變機(jī)制，從而加速整個(gè)球化的轉(zhuǎn)變過(guò)程。 發(fā)明內(nèi)容 [0011] 針對(duì)現(xiàn)有GCr15軸承鋼離異共析球化處理的工藝，本發(fā)明將等溫變形處理與離異共析轉(zhuǎn)變結(jié)合起來(lái)，提供了一種GCr15軸承鋼的快速球化退火工藝方法，通過(guò)對(duì)軋制溫度以及軋制變形量的合理選取，采用優(yōu)化的球化處理工藝，增加離異共析過(guò)程中的先共析碳化物的析出數(shù)量的同時(shí)，有效的控制先共析碳化物的尺寸，為共析轉(zhuǎn)變過(guò)程中滲碳體的析出提供更多的形核位置，從而有效地縮短球化退火所需要的時(shí)間，提高能效。 [0012] 本發(fā)明的一種GCr15軸承鋼的快速球化退火工藝方法，包括以下步驟： [0013] 步驟1，初始退火處理 [0014] 將熱軋后的GCr15軸承鋼，進(jìn)行初始退火處理，隨爐冷卻至室溫得到初始退火處理后的GCr15軸承鋼； [0015] 步驟2，等溫軋制處理 [0016] 將初始退火處理后的GCr15軸承鋼，置于兩端貫通式的熱處理爐中，加熱至800～ 850℃，等溫處理0.5h～1h后，在800～850℃下進(jìn)行單道次軋制或兩道次軋制，得到軋制后的GCr15軸承鋼，其中，軋制的總壓下量為10％～30％； [0017] 步驟3，等溫處理 [0018] 將軋制后的GCr15軸承鋼，再置于兩端貫通式的熱處理爐中，在800～850℃進(jìn)行等溫處理，等溫時(shí)間為0.5h～1h，得到等溫處理后的GCr15軸承鋼； [0019] 步驟4，冷卻處理 [0020] 將等溫處理后的GCr15軸承鋼，隨爐冷卻至720～750℃，等溫0.5～2h后，在隨爐冷卻至550～650℃，空冷至室溫，得到在線快速球化退火的GCr15軸承鋼。