基于电渣重熔GCr15轴承钢中碳化物控制的研究

发布时间：2024-03-25 00:06

　　碳化物对轴承材料性能有显著影响。GCr15轴承钢中的大尺寸一次碳化物的形成主要是由于钢液在凝固过程中元素偏析所造成的。随着对高品质轴承钢需求量的增加,在凝固过程中严格控制碳化物的偏析显得至关重要。与国外发达国家相比,我国高品质轴承钢在碳化物控制方面仍有很大的差距,而国内在碳化物控制方面的研究还比少,尤其是一次碳化物的控制。本文以电渣重熔+轧制工艺生产GCr15轴承钢为对象,研究电渣重熔和轧制过程碳化物控制技术,以达到为高品质轴承钢的研发和生产提供指导的目的。本论文的主要研究内容和结论如下:利用MeltFlow软件模拟研究了冷却强度对轴承钢金属熔池和凝固铸锭的温度分布,熔池液态率分布和凝固组织的影响。研究发现,GCr15轴承钢电渣重熔过程,随着结晶器冷却水冷却强度的增加,金属熔池温度整体降低,金属熔池液态率逐渐减少,熔池深度也逐渐变浅,凝固组织中枝晶间距减小,C元素的偏析程度减小。利用Thermo-Calc软件计算了 GCr15轴承钢凝固过程中的析出相组成和各相的析出规律。采用非水溶液电解法,结合SEM-EDS和XRD分析了 GCr 15轴承钢中碳化物的成分、类型、形貌和尺寸。结果表明,...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１影响轴承钢疲劳寿命的主要因素??

指钢的化学成分、内部组织等均程度，其中内部组织均匀度主要是碳化物和??夹杂物的尺寸和分布等的均匀程度。??图２－１给出了影响轴承钢疲劳寿命的主要因素［２５］。夹杂物和碳化物的数??量、尺寸和分布对轴承钢的性能影响很大，轴承的疲劳失效和断裂主要由于??大尺寸的夹杂物和碳化物所引起的....

图２－２变形后夹杂物的示意图??轴承钢的疲劳寿命与钢中夹杂物的含量、类型、成分和形态有关

高硬度的夹杂物，如ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＶＮ、ＡＩ２Ｏ３和尖晶石型复合夹杂物等；（３）??不变形夹杂物：在轧制过程中不变形的球状夹杂物，如Ｓｉ〇２、含Ｓｉ〇２较高??（＞７０％）的硅酸盐以及高熔点的硫化物ＣａＳ。图２－２是各类夹杂物变形后的??形貌示意图［３９］。由于不同类别的夹杂物有....

图２－３碳化物的结构与金属元素在周期表上位置的关系??

?ａ＝?１１．２６０??图２－３为金属元素在周期表上的位置与其形成的碳化物的晶体结构之间??的对应关系，按晶体结构碳化物可分为氯化钠型，六方密堆积型，立方型及??正交型［４９］。??；?■?－?』?？??．．．．?－?．．．．?■??＇??＂Ｎｉｌ＇?，，?．－?＞－??狀?ｉ?....

图2-5M;C型碳化物的结构示惫图

棚??．??图２－４?ＭＣ型碳化物的结构示意图??Ｍ３Ｃ型碳化物结构为碳原子位于六个铁原子所组成的三棱柱体中，每原子被两个三棱柱体所共用，金属学上称此类结构为复杂化合物型金属物，其结构可用配位多面体理论来描述，其典型的晶体结构如图２－５所示［４９

本文编号：3938231