高品质GCr15轴承钢精炼过程中非金属夹杂物演变规律及控制措施研究
发布时间：2021-08-08 08:31
轴承钢作为一种重要的特殊钢产品，其冶金质量直接影响到机械设备的稳定性。在实际生产中，提高轴承钢的质量主要从化学成分、洁净度（即钢中夹杂物）及组织均匀性三个方面严加控制。其中，夹杂物的组成、形貌、含量、尺寸及尺寸分布等是影响钢疲劳寿命的重要因素。针对洁净度相对较高的GCr15轴承钢中出现A类夹杂物比例偏高、B类夹杂物控制不稳定、D类夹杂物未达到最佳控制水平等问题，本研究跟踪选取工业生产的高品质GCr15钢样本，应用现代分析测试技术并结合冶金热力学计算模型，全面解析了精炼及连铸过程中夹杂物的形成及演变规律，系统掌握了夹杂物组成、形貌、含量、尺寸及尺寸分布、数量与精炼及连铸操作条件之间的对应关系，并根据分析给出了相应的控制措施。具体研究结果如下：1)精炼过程中发现的夹杂物主要有A类、B类、D类及T类夹杂物，以及以B类或D类为核心外包MnS、TiN、Ti（C, N）或CaS的复合夹杂物。精炼结束时，钢中大尺寸夹杂物所占比例和单位面积夹杂物个数较精炼初期都有明显降低，两组试样中的变化情况分别为：5.08%降至0.51%、372个/mm2降到258个/mm2和1.61%降至1.28%、392个/m...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型预测和实验室研究的夹杂物尺寸对滚动轴承寿命的影响
武汉科技大学硕士学位论文表 3.3 第二组试样精炼过程中钢水成分变化/mass%C Cr Mn S Si P Al Ti Ca T. [O] T. [N]LF1 0.961 1.40 0.35 0.003 0.22 0.014 0.028 0.0020 0.0007 0.0038 0.0046LF9 0.982 1.48 0.40 0.002 0.26 0.015 0.024 0.0023 0.0004 0.0102 0.0057RH1 0.979 1.47 0.40 0.003 0.26 0.015 0.021 0.0022 0.0006 0.0027 0.0031RH9 0.980 1.48 0.40 0.002 0.26 0.015 0.019 0.0022 0.0003 0.0029 0.0031
3.2 试样中典型的夹杂物组成及形貌采用 FE-SEM/EDS 对精炼过程试样及铸坯中典型夹杂分析、汇总的结果表明，钢样精炼过程中主要的夹杂物除了单个的 MnS（呈球状、块状或棒条状）、Al2O3（球状或团状，尺寸较小）、TiN（呈长方形）外，主要以复合物形式出现，尤其在精炼处理一段时间后。复合夹杂物主要包括 Al2O3与渣中或耐火材料中的镁或钙结合后形成的铝镁尖晶石、铝酸钙及钙铝镁尖晶石复合夹杂物。其次是Al2O3为核心外包氧化物及 MnS、TiN、Ti(C, N)、CaS 的复合夹杂物。由于钢厂对渣中 SiO2含量的严格控制，在精炼过程的分析中尚未发现 C 类夹杂物。3.2.1 A 类夹杂物通过场发射扫面电镜对各试样中的夹杂物能谱分析，总结出 GCr15 轴承钢中存在的 A 类夹杂物主要为 MnS。MnS 夹杂物尺寸大多集中在 1~5μm之间，主要呈块状或棒状，棱角分明，在钢中容易聚集成堆，具体形貌如图3.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢中MnS夹杂物控制综述[J]. 杨文,杨小刚,张立峰,刘雪峰. 炼钢. 2013(06)
[2]GCr15轴承钢中TiN（C）析出行为热力学分析和研究[J]. 赵东伟,包燕平,王敏,马文俊,苏利川. 特殊钢. 2012(05)
[3]轴承钢的生产和发展[J]. 秦添艳. 热处理. 2011(02)
[4]SiO2-Al2O3-CaO-MgO系夹杂物低熔点区域优化及控制的热力学计算[J]. 张博,王福明,李长荣. 钢铁. 2011(01)
[5]谈轴承钢及其冶金质量检验[J]. 杨忠敏. 金属世界. 2011(01)
[6]GCr15轴承钢的接触疲劳寿命影响因素[J]. 王洪刚. 黑龙江冶金. 2009(04)
[7]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[8]Titanium Content Control for Bearing Steel[J]. WU Wei1,LIU Yue2,LIU Liu1,XUE Zheng-liang3(1.Institute for Metallurgical Technology,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China;2.Wuhan Hongshan Haitong Refractories and Furnace Charge Co Ltd,Wuhan 430081,Hubei,China;3.Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(06)
[9]轴承钢球在生产过程中表面剥落原因分析[J]. 梁华,赵学军,仇亚军. 轴承. 2008(08)
[10]轴承钢钢种系列的发展状况[J]. 虞明全. 上海金属. 2008(03)
博士论文
[1]连铸轴承钢氧含量和夹杂物控制研究[D]. 龚伟.东北大学 2006
本文编号：3329606
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型预测和实验室研究的夹杂物尺寸对滚动轴承寿命的影响
武汉科技大学硕士学位论文表 3.3 第二组试样精炼过程中钢水成分变化/mass%C Cr Mn S Si P Al Ti Ca T. [O] T. [N]LF1 0.961 1.40 0.35 0.003 0.22 0.014 0.028 0.0020 0.0007 0.0038 0.0046LF9 0.982 1.48 0.40 0.002 0.26 0.015 0.024 0.0023 0.0004 0.0102 0.0057RH1 0.979 1.47 0.40 0.003 0.26 0.015 0.021 0.0022 0.0006 0.0027 0.0031RH9 0.980 1.48 0.40 0.002 0.26 0.015 0.019 0.0022 0.0003 0.0029 0.0031
3.2 试样中典型的夹杂物组成及形貌采用 FE-SEM/EDS 对精炼过程试样及铸坯中典型夹杂分析、汇总的结果表明，钢样精炼过程中主要的夹杂物除了单个的 MnS（呈球状、块状或棒条状）、Al2O3（球状或团状，尺寸较小）、TiN（呈长方形）外，主要以复合物形式出现，尤其在精炼处理一段时间后。复合夹杂物主要包括 Al2O3与渣中或耐火材料中的镁或钙结合后形成的铝镁尖晶石、铝酸钙及钙铝镁尖晶石复合夹杂物。其次是Al2O3为核心外包氧化物及 MnS、TiN、Ti(C, N)、CaS 的复合夹杂物。由于钢厂对渣中 SiO2含量的严格控制，在精炼过程的分析中尚未发现 C 类夹杂物。3.2.1 A 类夹杂物通过场发射扫面电镜对各试样中的夹杂物能谱分析，总结出 GCr15 轴承钢中存在的 A 类夹杂物主要为 MnS。MnS 夹杂物尺寸大多集中在 1~5μm之间，主要呈块状或棒状，棱角分明，在钢中容易聚集成堆，具体形貌如图3.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢中MnS夹杂物控制综述[J]. 杨文,杨小刚,张立峰,刘雪峰. 炼钢. 2013(06)
[2]GCr15轴承钢中TiN（C）析出行为热力学分析和研究[J]. 赵东伟,包燕平,王敏,马文俊,苏利川. 特殊钢. 2012(05)
[3]轴承钢的生产和发展[J]. 秦添艳. 热处理. 2011(02)
[4]SiO2-Al2O3-CaO-MgO系夹杂物低熔点区域优化及控制的热力学计算[J]. 张博,王福明,李长荣. 钢铁. 2011(01)
[5]谈轴承钢及其冶金质量检验[J]. 杨忠敏. 金属世界. 2011(01)
[6]GCr15轴承钢的接触疲劳寿命影响因素[J]. 王洪刚. 黑龙江冶金. 2009(04)
[7]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[8]Titanium Content Control for Bearing Steel[J]. WU Wei1,LIU Yue2,LIU Liu1,XUE Zheng-liang3(1.Institute for Metallurgical Technology,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China;2.Wuhan Hongshan Haitong Refractories and Furnace Charge Co Ltd,Wuhan 430081,Hubei,China;3.Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(06)
[9]轴承钢球在生产过程中表面剥落原因分析[J]. 梁华,赵学军,仇亚军. 轴承. 2008(08)
[10]轴承钢钢种系列的发展状况[J]. 虞明全. 上海金属. 2008(03)
博士论文
[1]连铸轴承钢氧含量和夹杂物控制研究[D]. 龚伟.东北大学 2006
本文编号：3329606
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3329606.html
