GCr15轴承钢中非金属夹杂物特性和演变规律

炼钢 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (5): 89-97.

GCr15轴承钢中非金属夹杂物特性和演变规律

王华军1，陈刚2，王凯民1，李伟涛2，姜传辉2，唐海燕1

（1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083；
2.潍坊特钢集团有限公司，山东潍坊 261000）

出版日期:2024-10-05 发布日期:2024-09-25

Characteristics and evolution of non-metallic inclusions in GCr15 bearing steel

Online:2024-10-05 Published:2024-09-25

摘要/Abstract

摘要： 轴承钢主要用于制造轴承的滚动体和套圈。钢中的氧化物夹杂会影响轴承的疲劳寿命，因此在生产中需严格控制其类型、数量和尺寸。为进一步提高某钢厂GCr15轴承钢钢水的洁净度，通过全流程系统取样，并利用夹杂物自动分析扫描以及热力学计算等手段对该工艺生产的轴承钢中夹杂物的特性和演变规律进行了研究。结果表明，LF化渣时夹杂物主要为Al₂O₃，LF出站时逐渐演变为MgO-Al₂O₃和CaO-(MgO)-Al₂O₃，尺寸主要分布在1~5 μm；VD精炼结束时夹杂物数密度由LF出站时的19.51 个/mm²降低至16.84 个/mm²，尺寸1~2 μm和2~5 μm夹杂物占比分别为68.7%和27%；中间包夹杂物数密度进一步降低至15.59 个/mm²，此时夹杂物类型和尺寸分布与VD出站时相似。铸坯中夹杂物数密度较中间包大大减少，仅为7.9 个/mm²，但夹杂物尺寸明显增加，且硫化物夹杂占比增加。热力学计算表明，冶炼过程钢中极易生成MgO-Al₂O₃；但当钢中w（Mg）为0.0006%时，只要w（Ca）>0.0003%，MgO-Al₂O₃就可以向CaO-Al₂O₃转变。此外，采用FactSage8.3软件计算了钢液冷却过程中夹杂物的相转变和成分变化。

关键词: GCr15轴承钢, 非金属夹杂物, 热力学, 凝固, 演变

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