喷射成形GCr15钢的显微组织与超塑性研究.pdf

2005年5月 中国特殊钢年会2005论文集 喷射成形GCrl5钢的显微组织与超塑性研究 史海生章靖国 樊俊飞 吴杏芳 (上海宝钢研究院，上海201900)(北京科技大学，北京100083) 摘要本文就喷射成形GCrl5钢的显微组织与超塑性进行了研究。实验结果显示，喷射态GCrl5钢具 有细小等轴晶珠光体组织，明显优于常规工艺获得的同类钢组织；喷射成形GCrl5钢材料与用作对比的市场 购买的母材，在经过同样的热处理后，前者获得的组织中碳化物不仅细小，而且分布更加均匀。未经预处理的 喷射态GCrl5钢试样在790℃和2．5×10～s“应变速率条件下进行超塑性拉伸，伸长率为119％；喷射态 GCrl5钢经过淬回火处理，晶粒明显细化，在700℃和2．5X10～s“条件下拉伸，其伸长率达到671％。淬回火 处理试样再经历等温锻造加工，晶粒显著长大，在同样的700℃和2．5×10～s“条件下拉伸，伸长率由原先的 671％下降到392％。由此可见，超塑性与晶粒大小的变化确实密切相关，本研究的TEM观察结果亦已证实晶 粒大小的变化。 关键词 喷射成形GCrl5钢显微组织超塑性 将成为一项富有特色的技术。 喷射成形(SprayForming)，也称为喷射铸造 Deposition)，是一有关GCrl5钢的超塑性研究已有不少文献介 (SprayCasting)或雾化沉积(Spray 种快速凝固、半固态加工和近终形加工的综合工 绍，但报道的这些研究所选用的对象大多采用常 艺，兼有粉末冶金和冶金铸造方法的优点，又避免 规工艺制备的GCrl5钢材料，而关于喷射成形 了二者的不足，该技术在国内外发展十分迅速。 GCrl5钢的这方面研究报道很少。本文就喷射成 喷射成形工艺基本原理为：金属或合金在感应坩 形GCrl5钢的显微组织与超塑性的研究内容进行、 埚炉内熔化后，经导液管流人雾化器，被喷嘴射出 介绍。 的高速惰性气体溃散成细小液滴，并在强有力的 1实验方法 气流作用下加速飞向位于雾化室下方的收集器上 研究使用的GCrl5钢母材从市场购买，而喷 沉积而凝固，形成块状或其它各种近终形预制件。 射成形GCrl5钢实验材料是在上海宝钢研究院喷 根据收集器的形状以及运行方式，可以生产管、 射成形装置上制取。 环、板材、棒材等各种形状的制品u’2J。 为了观察研究GCrl5钢母材和喷射成形材料 高碳铬GCrl5轴承钢已有百年使用历史，它 组织变化的特点，在相同的热处理工艺条件下，分 是专用钢中质量要求较为苛刻的钢种。其性能与 别对它们进行了退火、淬火以及回火处理，并对处 组织结构特别是碳化物颗粒尺寸、形态及其分布 理后组织作了比较。超塑性拉伸试验选用的试 密切相关。GCrl5钢虽然合金含量较低，但含碳 样：(1)未经预处理的喷射态试样(试样1)；(2) 量较高，在冶炼过程中易产生偏析，在浇铸凝固过 淬回火试样(试样2)；(3)淬回火后加等温锻造试 程中会形成脆性夹杂物和碳化物液析，这些组织 样(试样3)。针对试样的实际情况，选择不同的 缺陷与不均匀性，会不同程度地影响材料的性能