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一般工藝流程中，GCr15熱軋棒料在進(jìn)行切削加工前必須經(jīng)過球化退火處理，以改善材料的切削加工性能并為后續(xù)淬火回火處理做好組織準(zhǔn)備。前些天干了一件事情：就是直接用熱軋棒料粗加工，又去做了淬火回火。大家猜猜會(huì)有什么事情發(fā)生？

01　GCr15熱軋棒料做零件

我們一般傳統(tǒng)GCr15軸承鋼零件的制造工藝流程通常包括：熱軋棒料→球化退火→切削加工→淬火回火→磨削加工→成品。其中，球化退火作為預(yù)備熱處理工序，在改善材料切削加工性能、消除熱加工應(yīng)力、為最終熱處理做組織準(zhǔn)備等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但是，大家也知道，傳統(tǒng)球化退火工藝需要長時(shí)間的高溫保溫（通常超過10小時(shí)），延長了生產(chǎn)周期，還增加人工成本。于是乎同事就為了縮短生產(chǎn)周期，也為了降低成本，直接用熱軋棒料來做零件。

先要了解一下GCr15鋼在熱軋過程中經(jīng)歷了怎么的復(fù)雜熱機(jī)械處理。熱軋過程可分為以下幾個(gè)階段：

加熱階段：鋼坯加熱到Ac3以上適當(dāng)溫度（通常為1100-1200℃），使原始組織完全奧氏體化。在此過程中，碳化物溶解，奧氏體晶粒開始長大。

變形階段：在奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行多道次軋制變形，變形溫度通常在900-1100℃范圍內(nèi)。熱變形能夠破碎鑄造組織、細(xì)化晶粒、改善碳化物分布。也可能在較低溫度下進(jìn)行大變形量軋制，可能形成帶狀組織和網(wǎng)狀碳化物。

冷卻階段：熱軋后的冷卻速度對(duì)最終組織有重要影響。在緩慢冷卻條件下，過共析鋼將從奧氏體中析出先共析滲碳體，隨后發(fā)生共析轉(zhuǎn)變形成珠光體。如果冷卻速度較快，則可能形成細(xì)珠光體甚至貝氏體組織。

02　加工切削力

切削力是評(píng)估材料切削加工性能的重要指標(biāo)，直接影響切削功率、刀具磨損和加工精度。雖然沒有熱軋態(tài)和球化退火態(tài)GCr15鋼切削力的直接對(duì)比數(shù)據(jù)，但根據(jù)材料性能進(jìn)行理論分析，首先是硬度影響，熱軋態(tài)硬度（約255 HBW）高于球化退火態(tài)硬度（約200 HBW），硬度越高，切削阻力越大，切削力越高。其次是組織影響，層狀珠光體中的滲碳體片層對(duì)刀具切削刃產(chǎn)生磨粒磨損作用，增加切削力。球狀碳化物對(duì)刀具的阻力較小。不管怎樣零件粗加工順利完成。

03　熱軋態(tài)組織的淬火

熱軋態(tài)GCr15鋼在后續(xù)淬火處理中，組織遺傳是不可避免的。組織遺傳是指原始組織對(duì)后續(xù)熱處理后組織和性能的影響。首先就是碳化物形態(tài)遺傳，原始組織中的碳化物形態(tài)會(huì)影響淬火后的碳化物分布。球化退火后淬火，碳化物呈細(xì)小球狀均勻分布；未經(jīng)球化退火直接淬火，碳化物形態(tài)和分布實(shí)在是不理想，甚至看不到碳化物。還有就是晶粒度遺傳，原始奧氏體晶粒大小會(huì)影響再結(jié)晶后的晶粒大小。熱軋態(tài)晶粒粗大，在后續(xù)熱處理中遺傳，會(huì)影響最終淬火。再就是偏析遺傳，熱軋態(tài)存在的元素偏析在后續(xù)熱處理中根本就不能完全消除，影響組織均勻性。當(dāng)然說了這么多，零件在最關(guān)鍵的淬火終于還是有事發(fā)生了。

04　結(jié)論

啥事情發(fā)生呢？現(xiàn)在揭曉答案，零件在淬火之后就開裂了，全部報(bào)廢！GCr15熱軋棒料不經(jīng)球化退火直接加工零件去淬火回火就是一個(gè)坑。雖然能夠帶來生產(chǎn)效率提高、制造成本降低。但是，該工藝流程面臨零件淬火開裂報(bào)廢的嚴(yán)重問題，有沒有朋友試過的也在評(píng)論區(qū)聊聊。

來源：材料應(yīng)用獵手

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