Совершенствование технологии сфероидизирующего отжига бунтового проката из подшипниковой стали

Abstract

Для получения структуры зернистого перлита применяется сфероидизирующий отжиг стали. Сфероидизация цементитных пластин протекает в два этапа: деление карбидных составляющих на части и собственно сфероидизация. Трансформация пластинчатого перлита происходит при длительных временных выдержках (от 2–4 ч и более) при температурах сфероидизации (А1 ≈ 727оС). Это вызвано, в первую очередь, двухэтапным протеканием процесса. Процесс сфероидизации влияет не только на форму, но и на размер карбидов. Для получения необходимого размера глобулей цементита контролируется скорость нагрева и охлаждения, а для окончания процесса трансформации – время выдержек при определенных изотермических температурах. В статье представлены результаты исследования влияния длительности временных выдержек при циклическом (маятниковом) сфероидизирующем отжиге бунтового проката из подшипниковой стали ШХ15 на степень полноты трансформации пластинчатого перлита в зернистый. Исследования проводились на катанке диаметром 6,5 мм, прокатанной по усовершенствованному режиму, позволяющему получить исходную мелкодисперсную перлитную структуру с межпластинчатым расстоянием 0,126–0,235 мкм и размером пластин цементита не более 0,08 мкм. Цель работы заключалась в определении влияния времени изотермических выдержек при циклическом сфероидизирующем отжиге на полноту и качество трансформации пластинчатого в зернистый перлит. При этом использовались четыре экспериментальных режима со временем изотермических циклических выдержек на 10, 25, 50 и 75% (соответственно режимы № 1–4) меньше действующего режима. Установлено, что режимы № 1-3 позволяют получить 100%-ю сфероидизацию пластинчатого перлита катанки. В режиме № 4 эффект формирования структуры 100% зернистого перлита не достигнут, однако дробления пластин цементита не выявлено, что свидетельствует об одноэтапном процессе сфероидизации.

To obtain the structure of granular pearlite, spheroidizing annealing of steel is used. Spheroidization of cementite plates occurs in two stages: division of carbide components into parts and spheroidization itself. Transformation of lamellar perlite occurs during long-term exposure (from 2-4 hours and more) at spheroidization temperatures (A1 ≈ 727°C). First of all, this is caused by the two-stage process. The spheroidization process affects not only the shape, but also the size of the carbides. To obtain the required size of cementite globules, the heating and cooling rate is controlled, and to complete the transformation process, the exposure time at certain isothermal temperatures is controlled. The article presents the study results of the influence of the holding time duration during cyclic (pendulum) spheroidizing annealing of rolled products in coils made of ShH15 bearing steel on the degree of transformation completeness of lamellar pearlite into granular one. The studies were carried out on wire rod with a diameter of 6.5 mm, rolled according to an improved mode, which makes it possible to obtain an initial fine pearlite structure with an interplate distance of 0.126-0.235 μm and a cementite plate size of no more than 0.08 μm. The purpose of the work was to determine the effect of isothermal holding time during cyclic spheroidizing annealing on the completeness and quality of carbide plates into granular pearlite transformation. In this case, four experimental modes were used with isothermal cyclic exposure times 10, 25, 50 and 75% (modes No. 1–4, respectively) less than the current mode. It has been established that modes No. 1-3 make it possible to obtain 100% spheroidization of wire rod lamellar pearlite. In mode No. 4, the effect of forming a structure of 100% granular pearlite was not achieved, however, crushing of cementite plates was not detected, which indicates a one-stage spheroidization process.