齒輪鋼中的帶狀組織多數(shù)為沿軋制方向呈現(xiàn)層狀分布或條帶狀分布的鐵素體晶粒與珠光體晶粒。帶狀組織使材料具有各向異性，橫向性能偏低。針對帶狀組織問題，國內(nèi)外許多專家進(jìn)行了研究。然而與齒輪鋼生產(chǎn)參數(shù)密切相關(guān)的研究較少，為此，科研人員對Cr-Ni-Mo系齒輪鋼SAE8620H進(jìn)行研究，為控制其帶狀組織提供幫助。

　　以260mm×300mm齒輪鋼SAE8620H連鑄坯為實(shí)驗(yàn)材料，主要成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.20C，0.22Si，0.85Mn，0.57Cr，0.41Ni，0.20Mo，其余為Fe。從鑄坯表面下5mm處和厚度1/4處截取試樣，加工成Φ8mm×12mm的圓柱試樣，在Gleeble-3800試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行單道次壓縮熱模擬實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)方案為：試樣以10℃/s加熱到加熱溫度（1150、1200和1250℃），并保溫30s，以10℃/s冷卻至變形溫度（950、1000和1050℃）保溫1min，然后以0.1s-1的變形速率施加變形，變形量分別為30%、50%和70%，變形結(jié)束后再以0.2、0.5、0.7或1℃/s冷卻至500℃，最后空冷到室溫。通過改變加熱溫度、變形溫度、變形量、冷卻速率等參數(shù)，共進(jìn)行了13個熱模擬實(shí)驗(yàn)，熱變形后的試樣沿縱向剖開，制備金相試樣。以厚度1/4處為中心，從鑄坯上截取邊長為45cm和55cm的方形試棒，在1200℃保溫5min，終鍛溫度為1000℃，鍛造比分別為6和9，將其鍛造成Φ20mm的圓棒，在圓棒中間截取一圓柱狀試樣，沿縱向剖開，制備金相樣品。金相樣品磨制、拋光、4%硝酸酒精侵蝕，利用光學(xué)顯微鏡對熱模擬式樣和鍛造樣品進(jìn)行組織觀察，利用Shimadzu EPMA-160電子探針對連鑄坯表層和內(nèi)部進(jìn)行成分分析。結(jié)果表明：

　　（1）成分偏析是帶狀組織形成的必要條件。加熱溫度1150℃、變形溫度1000℃、變形量為30%、冷卻速率0.5℃/s的熱模擬條件下，元素偏析小的連鑄激冷區(qū)不易帶狀組織生成；存在成分偏析的內(nèi)部區(qū)域形成斷續(xù)的帶狀組織；提高加熱溫度可以降低元素偏析和帶狀組織；

　　（2）當(dāng)變形量為30%～70%時，隨著變形量的增加，SAE8620H帶狀組織等級增加。但當(dāng)鍛造比達(dá)到9時，帶狀組織減弱。變形量改變元素偏析帶長度、寬度和奧氏體晶粒大小等因素，從而影響帶狀組織的形成；

　　（3）通過提高變形溫度和增大冷卻速率等方法有利于控制SAE8620H帶狀組織。1050℃變形條件下，SAE8620H發(fā)生再結(jié)晶，奧氏體晶粒細(xì)化，相變時鐵素體在晶界處形核位置增加，降低了帶狀組織形成趨勢。當(dāng)變形量為0.7時，0.2～1℃/s的冷卻速率變化不會消除帶狀組織，但隨著冷卻速率增加，非多邊形鐵素體組織含量增加，帶狀組織降低。