温轧对100Cr6轴承钢微观结构演变及韧性影响的研究

《steel research international》：Effect of Warm Rolling on the Evolution of Microstructure and Toughness in 100Cr6 Bearing Steel

传统球化退火工艺耗时耗能，本研究提出临界双相区（760℃）和铁素体区（700-650℃）热轧替代方案，通过控制温度实现晶粒细化（4-6μm）和碳化物析出（32-47vol%），变形带间距缩小至3μm，裂纹偏转机制使冲击韧性提升30-40%。

　　

摘要

传统的100Cr6轴承钢球化退火工艺耗时且能耗较高。为了解决这一问题，提出了温轧作为一种有效的替代方法，用于改善微观结构并提高韧性。研究了在临界双相温度（760°C）和铁素体形成温度（700°C、650°C）下进行温轧的效果。在760°C时，动态再结晶占主导地位，再结晶面积达到90%，形成了尺寸为4–6 μm的等轴铁素体晶粒，以及平均尺寸为0.37 μm、体积分数为32%的碳化物。在650°C的较低温度下进行轧制时，变形带宽度减小至3 μm，促进了碳化物的析出，其体积分数达到47%，碳化物颗粒密度为15.7个/μm2，同时抑制了再结晶（再结晶面积为90%，形变激活能GOS >2）。纳米级碳化物（尺寸为0.094 μm）钉扎在晶界上，使变形机制从晶界滑移转变为晶内滑移。由于层状纤维状晶粒和细小碳化物的作用，铁素体区轧制的试样的冲击韧性提高了30%–40%。本研究阐明了畸变能储存如何驱动变形诱导的碳化物析出，为通过定制的温轧工艺实现高韧性提供了途径。

图形摘要

将温轧温度从700°C降低到650°C后，再结晶现象得到抑制（再结晶面积降低至90%），同时碳化物体积分数从36%增加到47%。变形带宽度减小至3 μm，通过应变局部化和位错辅助形核机制，碳化物密度从5.5个/μm2增加到15.7个/μm2。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。