喷射沉积GCr15轴承钢后续加工及组织性能的研究

• 作 者: 韩翠珍
• 出 处: 内蒙古科技大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 喷射沉积 轴承钢 热变形 显微组织

喷射成形技术工艺流程短、生产成本低、生产率效高,在材料制备方面具有独特的优越性。然而,喷射过程可控参数多,参数间相互制约影响,选择优化喷射工艺参数过程复杂,熔滴之间、熔滴与层界面之间未达到完全的冶金结合,坯料中存在微孔。这些孔隙易引起强烈的应力集中,导致材料的有效承载面积减小,从而降低材料的力学性能,成为该技术应用推广的瓶颈。本文以轴承制造行业最常用的材料GCr15为研究对象,采用扫描电子显微镜、金相显微镜以及Gleeble-1500D热力学模拟实验机等,对喷射成形GCrl5沉积坯和过喷粉末的组织、高温流变行为进行了研究,利用热压缩手段进一步改善GCr15沉积坯组织和力学性能,制定出合理的GCr15喷射沉积后续加工工艺,并探索出适合GCr15沉积坯的本构方程。显微组织观察表明:喷射沉积坯中存在一些用肉眼无法观察到的大小不一的孔隙,形状有不规则的、月牙形的、也有近球形的,且这些孔隙遍布整个沉积坯,导致沉积坯整体致密度较低,其平均相对密度为85.51%。通过正交实验,研究了变形温度、变形速度、变形量和升温速度对试样致密化效果Y的影响,其中致密化效果通过密度、晶粒度、晶粒均匀度三个指标综合测评,结果表明,变形温度显著影响喷射沉积坯GCr15的致密化效果,致密化优化条件为:升温速度10℃·s-1,变形温度850℃,变形量60%,变形速度0.1 mm·s-1。经优化工艺处理后,喷射沉积坯致密化效果得到改善:相对密度增加了12.31%,晶粒度降低了79.27%,晶粒均匀度增加了24.8%。热压缩变形过程中喷射沉积GCr15钢发生了明显的应变硬化与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而降低;流变应力的预测值与实验值较吻合,其流变行为可用双曲线函数本构方程精确地描述。