摘要 1
1 绪论 4
1.1 轴承钢的质量控制 4
1.1.1 非金属夹杂物水平 5
1.1.2 碳化物的控制 5
1.2 国内外轴承钢生产现状 9
1.2.1 国外轴承钢生产现状 9
1.2.2 国内轴承钢生产现状 10
1.3 控制轧制和控制冷却技术在轴承钢生产上的应用 13
1.3.1 传统的控制轧制和控制冷却理论 13
1.3.2 GCr15轴承钢网状碳化物析出理论 13
1.3.3 控制轧制和控制冷却技术在轴承钢生产上的应用 15
1.4 超快速冷却技术的研究现状和发展趋势 20
1.4.1 超快速冷却工艺特征 21
1.4.2 超快速冷却工艺的应用 21
2 轴承钢连续冷却过程中的相变研究 25
2.1 实验方法 26
2.1.1 实验材料与设备 26
2.1.2 实验方案的制定 27
2.2 实验结果与分析 28
2.2.1 不同变形量条件下CCT曲线 28
2.2.2 不同工艺参数对二次碳化物析出的影响 30
2.2.3 不同工艺参数对珠光体转变的影响 43
2.3 小结 53
3 轴承钢高温变形后控冷工艺模拟 55
3.1 实验方法 56
3.1.1 实验材料与装置 56
3.1.2 实验方案 56
3.2 实验结果 58
3.2.1 快冷＋等温条件下等温时间对相变的影响 58
3.2.2 等温温度对相变的影响 61
3.2.3 快冷冷却速度对等温转变的影响 64
3.2.4 快冷＋缓冷工艺中缓冷冷却速度对相变的影响 66
3.3 分析与讨论 67
3.3.1 分段冷却过程中二次碳化物的形成 67
3.3.2 分段冷却条件下的珠光体转变 71
3.4 小结 73
4 高温终轧后轴承钢新型冷却工艺实验 75
4.1 实验方法 76
4.1.1 实验材料与设备 76
4.1.2 实验方案 77
4.2 实验结果与分析 78
4.2.1 工艺参数与性能 78
4.2.2 热轧并冷却到室温后的显微组织分析 79
4.2.3 球化退火后组织分析 89
4.3 珠光体球化及抑制机理 91
4.3.1 片状珠光体球化机理 91
4.3.2 通过超快速冷却得到抑制网状碳化物析出的细小珠光体组织的原理 93
4.4 小结 94
5 不同断面轴承钢棒材超快速冷却过程温度场模拟 96
5.1 实验材料与方法 97
5.2 求解温度场的基本原理 97
5.2.1 传热过程基本方程 97
5.2.2 定解条件 99
5.2.3 有限单元法求解温度场原理 100
5.3 ANSYS求解温度场过程 102
5.3.1 有限元基本模型的建立 102
5.3.2 材料属性和定解条件的确定 102
5.3.3 有限元模拟流程 104
5.4 轴承钢棒材超快速冷却结果与分析 105
5.4.1 φ30mm棒材超快速冷却结果分析 105
5.4.2 φ40mm棒材超快速冷却结果分析 108
5.4.3 φ60mm棒材超快速冷却结果分析 111
5.5 讨论 118
5.5.1 轴承钢棒材超快速冷却工艺条件下的组织演变 118
5.5.2 轴承钢棒材断面不同位置的冷却规律 120
5.6 小结 121
6 轴承钢超快速冷却系统温度模型与自动化系统的实现 123
6.1 轴承钢超快速冷却数学模型 123
6.1.1 温降差分模型 123
6.1.2 空冷换热系数模型 124
6.1.3 水冷换热系数模型 124
6.1.4 温度滤波方法 125
6.2 过程控制系统开发 125
6.3 小结 130
7 轴承钢棒材超快速冷却工业化生产 131
7.1 化学成分和超快速冷却生产工艺流程 131
7.1.1 化学成分 131
7.1.2 超快速冷却生产设备 132
7.1.3 超快速冷却工艺参数 133
7.2 组织性能检测结果 135
7.2.1 φ30mm轴承钢棒材工业试验的组织性能分析 136
7.2.2 φ40mm轴承钢棒材工业试验的组织性能分析 139
7.2.3 φ60mm轴承钢棒材工业试验的组织性能分析 140
7.2.4 φ60mm轴承钢棒材工业批量化生产的组织性能分析 144
7.3 小结 145
参考文献 146