g80t钢是一种特殊电渣定向凝固冶炼的m50钢,属于耐350℃的中温二代耐磨板。从目前国内外报道的文献来看,m50钢依然是制造航空发动机主轴轴承的主要材料,最高使用温度可达315℃。不断提高的dn值(轴承直径与轴承转速的乘积)要求发动机主轴承具有更高的抗弯和抗扭性能,从而对轴承材料的韧性提出了更高的要求。已有研究结果表明可以通过动态再结晶对g80t钢的原始材料进行晶粒细化,进而达到改善轴承材料韧性和提高材料强度的目的。为保证热变形g80t钢的晶粒在固溶处理后兼具细小晶粒和较高硬度,科研人员选取经过动态再结晶已细化组织晶粒的g80t钢作为原材料,研究了奥氏体化温度和奥氏体化时间对结构性能的影响。
试验材料为定向电渣重熔冶炼,直径为φ150cm的铸态高温凯发体育官网-凯发体育入口g80t钢锭,其成分(质量分数,%)为c0.82,cr4.11,mo4.19,v0.97,余量fe。
铸锭经高温扩散退火5h后,取样加工成φ8mm×15mm圆柱体试样。为了通过动态再结晶细化晶粒尺寸,在热模拟试验机gleeble-3800上经1200℃下保温2min后,以5℃/min冷却至1050℃,以10s-1的变形速率进行60%的压缩变形,再以5℃/min冷却至600℃后冷却至室温得到变形试样。
将热压缩后的试样在箱式电阻炉中进行固溶处理,处理温度为950、1000、1050、1100、1150、1200℃,到温装炉,保温时间为5、10、30、60min,出炉后快速油淬。将试样沿热压缩时压力加载的方向均匀纵切成两半,对纵切面的中心部位进行组织和硬度观察。
结果表明,随着固溶温度的升高,在1050℃之前奥氏体晶粒尺寸先缓慢增加到约7~8μm,然后随固溶温度的进一步提高而异常长大。试验钢的显微硬度随固溶温度先升高后降低,在1050℃固溶时显微硬度达到921hv0.2,是细晶强化和碳化物析出强化共同作用所致。热力学计算结果表明,热压缩60%的g80t钢在重新奥氏体化过程中的晶粒长大行为受合金元素扩散控制,其扩散激活能为333kj/mol。