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轴承是重要的机械零部件之一,高碳铬轴承钢自出现到现在的一个多世纪里得到广泛的研究和飞速的发展。球化退火是GCr15钢制作轴承重要的热处理工艺,为后续的淬火、回火处理提供良好的组织,对轴承的使用寿命有重要的影响。传统的球化退火工艺是一个冗长的热处理过程,耗费了大量的能量,因此,缩短轴承钢球化处理的时间,是热处理工作者不断追求的目标。本文通过Gleeble-3500热模拟试验机测定了GCr1 5钢共析转变点,采用箱式电阻炉、金相显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计等仪器设备考查了GCr1 5钢奥氏体化保温时间对碳化物形态的影响,以及残余碳化物量、共析转变区等温温度、等温时间对室温组织和硬度的影响,主要得到以下结论：(1)当GCr15钢以1℃/s的速度加热和冷却时,GCr15钢的铁素体向奥氏体转变开始温度为756℃,转变结束温度为807℃；冷却时共析转变的开始温度为743℃,结束温度为644℃。(2)选用箱式电阻炉进行奥氏体化,考虑到所测得的共析转变温度区间以及箱式电阻炉的加热特点,当GCr15钢加热到805℃,保温时间30分钟时,残留碳化物平均尺寸为0.4987μm,体积分数为10.89%,弥散分布在基体上；当保温时间60分钟时,残留碳化物平均尺寸为0.4243μm,体积分数为：2.64%。(3)在箱式炉中,805℃C保温30分钟,炉冷至745℃C等温90分钟后水冷,洛氏硬度值为75HRB；炉冷至715℃C等温后水冷,扫描电镜显微组织中没有看到片状碳化物,随着等温时间的延长,球状珠光体的尺寸逐渐增大,当等温30分钟时,水冷试样显微组织中的碳化物颗粒的平均尺寸为0.6524μm,平均洛氏硬度为18HRB,当等温150分钟时,水冷试样显微组织中的碳化物颗粒的平均尺寸为0.9114μm,平均洛氏硬度值为15HRB,平均布氏硬度值为196HBW；645℃C等温30分钟时,水冷试样显微组织中可以明显看到有片状珠光体生成,平均洛氏硬度为22HRB,当保温120分钟时,片状珠光体量增多,平均洛氏硬度没有下降,为25HRB。(4)根据本研究,建议GCr15在805℃C奥氏体化30分钟,炉冷至715℃C等温150分钟后,再随炉冷却到650℃C时出炉空冷至室温,此时,试样显微组织中的碳化物平均尺寸为1.3543μm,平均布氏硬度为181HBW时间,所用时间总共为6.5小时。