高品質(zhì)GCr15軸承鋼精煉過程中非金屬夾雜物演變規(guī)律及控制措施研究.pdf

1、軸承鋼作為一種重要的特殊鋼產(chǎn)品，其冶金質(zhì)量直接影響到機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性。在實(shí)際生產(chǎn)中，提高軸承鋼的質(zhì)量主要從化學(xué)成分、潔凈度（即鋼中夾雜物）及組織均勻性三個(gè)方面嚴(yán)加控制。其中，夾雜物的組成、形貌、含量、尺寸及尺寸分布等是影響鋼疲勞壽命的重要因素。
　　針對潔凈度相對較高的GCr15軸承鋼中出現(xiàn)A類夾雜物比例偏高、B類夾雜物控制不穩(wěn)定、D類夾雜物未達(dá)到最佳控制水平等問題，本研究跟蹤選取工業(yè)生產(chǎn)的高品質(zhì)GCr15鋼樣本，應(yīng)用現(xiàn)代分析測試

2、技術(shù)并結(jié)合冶金熱力學(xué)計(jì)算模型，全面解析了精煉及連鑄過程中夾雜物的形成及演變規(guī)律，系統(tǒng)掌握了夾雜物組成、形貌、含量、尺寸及尺寸分布、數(shù)量與精煉及連鑄操作條件之間的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)分析給出了相應(yīng)的控制措施。具體研究結(jié)果如下：
　　1）精煉過程中發(fā)現(xiàn)的夾雜物主要有A類、B類、D類及T類夾雜物，以及以B類或D類為核心外包MnS、TiN、Ti(C, N)或CaS的復(fù)合夾雜物。精煉結(jié)束時(shí)，鋼中大尺寸夾雜物所占比例和單位面積夾雜物個(gè)數(shù)較精煉初期

3、都有明顯降低，兩組試樣中的變化情況分別為：5.08％降至0.51%、372個(gè)/mm2降到258個(gè)/mm2和1.61%降至1.28%、392個(gè)/mm2降至164個(gè)/mm2。在LF階段，夾雜物主要集中在1~3μm范圍內(nèi)；到RH階段，夾雜物則主要集中分布在≤1μm的粒度范圍。連鑄坯中，夾雜物平均尺寸和單位面積夾雜的數(shù)量又稍有降低，且夾雜物在鑄坯的頭部及尾部比較集中。
　　2）精煉過程中夾雜物由最初的單一夾雜物逐漸演變?yōu)楦逗蛫A雜物，夾雜物

4、組成按兩種方式變化：Al2O3→MgO·Al2O3→(CaO-MgO-Al2O3-(CaS))復(fù)合氧化物夾雜和Al2O3→(Al2O3-MnS)→(Al2O3-MnS-Ti(C,N))復(fù)合氧硫碳氮化物夾雜。
　　3）在生產(chǎn)中控制夾雜物的措施如下：精煉渣成分調(diào)整為MgO≈5%、SiO2≈10%、Al2O3≈20%、CaO≈50%以增大渣系低熔點(diǎn)區(qū)域的面積，盡可能使得形成的夾雜物為低熔點(diǎn)夾雜；跟蹤分析鋼液成分，添加合適用量的A l脫氧