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GCr15轴承钢中非金属夹杂物的转变
作者:this | 发布时间: 2017-12-22

    轴承作为机械传动部件,其时效形式主要是疲劳破坏,而钢中非金属夹杂物经常会成为疲劳裂纹的起源。夹杂物对钢材疲劳破坏性能的影响与其在钢热加工时的变形能力有重要关系。为此,有人结合现场试验,对LF-VD各工序电炉流程生产GCr15轴承钢中非金属夹杂物的转变规律进行了研究,并结合三元相图,对精炼渣组分和操作工艺进行优化,以期达到最终夹杂物转变为低熔点可变形夹杂物的目的。
    某钢厂GCr15生产流程为:50tUHP→50tLF→60tVD真空脱气→260mm×300mm大方坯连铸→轧制。该条生产线的主要技术特点如下:电炉采用EBT出钢,出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金进行强脱氧和加造渣料(WMgO≤8%)预精炼,钢包渣线位置采用镁碳砖;LF精炼期开始后加入其余部分铝和渣料进行脱氧、脱硫精炼,钢包底部透气砖吹氩搅拌,加硅铁、铬铁微调成分,LF精炼时间在45min左右;LF精炼出站倒渣;VD真空吹氩脱气,真空处理时间在15min左右;采用合金连铸机连铸,结晶器电磁搅拌;全过程全封闭无氧化保护浇铸、结晶器液面自动控制、专用结晶器保护浇铸、二冷气雾冷却。
    对两生产炉次分别在LF进站、LF喂铝线前、LF出站取渣样;LF进站、LF喂铝线前、LF出站、VD前、VD后分别取圆饼状制样。将所取炉渣加工成颗粒直径74μm的粉状渣样,所取圆饼状试样加工成Φ5mm×10mm的气体样和15mm×10mm×10mm的金相样。用化学分析法检测渣样成分,采用氮氧气体分析仪以GB/T20124-2006标准检测气体样的WT[O],用扫描电镜观察夹杂物形貌,用能谱仪进行夹杂物成分分析。工业试验表明:
    (1)采用出钢加铝强脱氧工艺,LF进站时两试验炉次WT[O]分别为8.5×10-6,8.2×10-6,经过LF精炼后T[O]含量降低不明显,主要与LF造白渣后精炼期较短有关。
    (2)LF-VD工序夹杂物转变规律为Al2O3→MgO·Al2O3→Al2O3·xCaO·yMgO→MgO·Al2O3或MgO,夹杂物中MgO含量的增加快于CaO含量的增加。
    (3)对比工艺条件和相图分析后可知,渣碱度R=4~5时更利于VD精炼后的Al2O3·xCaO·yMgO系夹杂物进入低熔点区。为实现最终夹杂物向低熔点区转变,在当前工艺基础上应适当提高炉渣的WCaO/WAl2O3,提高渣中CaO含量,降低渣中W(FeO+MnO)含量,并且增加渣-钢反应时间。

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