Die Wirkung der Lösungsbehandlung auf G80T Hochtemperatur-Lagerstahl

G80T-Stahl ist eine spezielle Art von M50-Stahl, der durch gerichtete Erstarrung durch Elektroschlacke erschmolzen wird und zu den Wälzlagerstahl der zweiten Generation mit einer mittleren Temperaturbeständigkeit bis 350℃ gehört. Nach aktuellen in- und ausländischen Berichten ist M50-Stahl mit einer maximalen Betriebstemperatur von 315°C nach wie vor das Hauptmaterial für die Herstellung von Triebwerks-Hauptwellenlagern. Der stetig steigende DN-Wert (das Produkt aus Lagerdurchmesser und Lagerdrehzahl) erfordert vom Hauptlager des Motors eine höhere Biege- und Torsionsfestigkeit, was höhere Anforderungen an die Zähigkeit des Lagermaterials stellt. Die vorliegenden Forschungsergebnisse zeigen, dass das Ausgangsmaterial des G80T-Stahls durch dynamische Rekristallisation veredelt werden kann, wodurch der Zweck erreicht wird, die Zähigkeit des Lagermaterials zu verbessern und die Festigkeit des Materials zu erhöhen. Um sicherzustellen, dass die Körner des warmverformten G80T-Stahls nach der Lösungsbehandlung sowohl feine Körner als auch eine hohe Härte aufweisen, wählten die Forscher G80T-Stahl mit Feinstrukturkörnern nach dynamischer Rekristallisation als Rohmaterial und untersuchten die Austenitisierungstemperatur und den Einfluss der Austenitisierungszeit auf strukturelle Eigenschaften.

Das Testmaterial ist eine gerichtete Elektroschlacke-Umschmelzschmelze, ein gegossener Hochtemperaturlagerstahl G80T-Stahlbarren mit einem Durchmesser von Φ150 cm, und seine Zusammensetzung (Massenanteil, %) ist C0.82, Cr4.11, Mo4.19, V0.97 und der Rest Fe.

Nachdem der Barren 5 Stunden lang einem Hochtemperatur-Diffusionsglühen unterzogen wurde, wird er bemustert und zu einer zylindrischen Probe von 8 mm × 15 mm verarbeitet. Um die Korngröße durch dynamische Rekristallisation zu verfeinern, wurde der Thermosimulationstester Gleeble-3800 1200 Minuten bei 2 °C gehalten, dann mit 1050 °C/min auf 5 °C abgekühlt und bei einer Verformung zu 60 % komprimiert Geschwindigkeit von 10s-1. Verformt, dann mit 600 °C/min auf 5 °C abgekühlt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine verformte Probe zu erhalten.

Die heiß verdichtete Probe wird in einem kastenförmigen Widerstandsofen bei einer Temperatur von 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 ℃ mischkristallbehandelt, bis zum warmen Chargierofen beträgt die Haltezeit 5, 10, 30, 60 min, Schnelle Ölabschreckung nach Verlassen des Ofens. Die Probe wurde gleichmäßig entlang der Richtung der Druckbelastung während der thermischen Kompression in zwei Hälften geschlitzt, und die Struktur und Härte des mittleren Teils des Längsschnitts wurden beobachtet.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Austenitkorngröße mit der Erhöhung der Lösungstemperatur langsam auf etwa 7-8 µm vor 1050 °C zunimmt und dann mit der weiteren Erhöhung der Lösungstemperatur abnormal wächst. Die Mikrohärte des Prüfstahls nimmt mit der Mischkristalltemperatur zunächst zu und dann ab. Die Mikrohärte erreicht 921HV0.2 bei 1050℃, was durch den kombinierten Effekt der Feinkornverstärkung und der Karbidausscheidungsverstärkung verursacht wird. Die thermodynamischen Berechnungsergebnisse zeigen, dass das Kornwachstumsverhalten des 60 % warmverdichteten G80T-Stahls während des Wiederaustenitisierungsprozesses durch die Diffusion von Legierungselementen gesteuert wird und seine Diffusionsaktivierungsenergie 333 kJ/mol beträgt.

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