GCr15轴承钢中非金属夹杂物行为的研究

分析了铁水+废钢-100teaf-lf(vd)-cc生产的高纯净gcr15轴承钢d类和b类夹杂物的组成,试验了精炼渣成分和vd吹氩搅拌对钢中脆性夹杂物含量的影响。结果表明,兴澄特钢gcr15钢中大尺寸d类夹杂组成为o-al-ca-s、o-al-mg-ca-(s)和ti-n-cr;b类夹杂组成为o-al-ca、o-al-mg-ca;采用(%)40～60cao、20～40al_2o_3、5～12mgo、4～10sio_2精炼渣系,延长vd吹氩搅拌时间,控制耐火材料质量,使钢中总氧含量≤8×10~(-6),可有效地控制钢中大颗粒脆性夹杂物,达到高纯净度技术要求。

gb/t10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定——标准评级图显微检验法》2005-05-12发布,2005-10-01实施。它代替了gb/t10501—1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》。该标准等同采用(idt)国际标准iso4967:1998(e)《钢中非金属夹杂物

硬线盘钢制品对钢的纯净度，夹杂物的尺寸、分布以及形态都有严格的要求，非金属夹杂物又是影响硬线钢质量的主要因素之一。本文通过介绍硬线钢中非金属夹杂物的来源和分类，分析了不同类型夹杂物的形成机理及形貌，指出了非金属夹杂物对硬线钢的影响和危害。

gb/t10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定——标准评级图显微检验法》2005-05-12发布,2005-10-01实施。它代替了gb/t10501—1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》。该标准等同采用（idt）国际标准iso4967：1998（e）《钢中非金属夹杂物含量的测定——标准评级图显微检验法》。根据夹杂物的形态和分布，标准图谱分为a、b、c、d和ds五大类。这五大类夹杂物代表最常观察到的夹杂物的类型和形态，过去曾使用过的塑性夹杂物和脆性夹杂物的名称应予以取消。

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利用光学显微镜、扫描电镜(sem)、维氏硬度计以及thermo-calc和photoshop软件对经不同温度奥氏体化、淬火后的gcr15轴承钢试样的显微组织进行了分析研究。结果表明:720～750℃奥氏体化时,碳原子进行短程扩散,几乎无奥氏体生成;755℃为奥氏体化的转折点,碳原子进行长程扩散,奥氏体出现;奥氏体化温度为780℃时,不但珠光体中的渗碳体全部粒化,先共析渗碳体也溶解碎断,剩余渗碳体以细小弥散的颗粒状分布在奥氏体基体中。

gcr15轴承钢淬回火金相检验 gcr15钢是铬轴承钢中最具有代表性的，使用量占轴承钢的绝大 部分。滚动轴承一般由内圈套、外圈套、滚动体(滚珠、滚柱、滚锥 或滚针)和保持器等部分组成。轴承钢主要用来制造轴承的内外圈套 及滚动体。其工件淬回火金相检验的依据是jb/t1255-2001《高碳铬 轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》(以下简称为：标准)。 实践中如何在标准的指导下分析、检验样品的质量，在帮助企 业进行检验小型轴承淬回火工件的工作中我们积累了一些经验。同 时，结合理论知识的收集、整理，又对gcr15钢轴承零件的马氏体淬 回火金相检验项目进行了一些总结、分析，在此与同行进行交流。 1.淬回火马氏体级别的鉴定 gcr15属于过共析钢，预先热处理是球化退火。gcrl5正常的淬火 温度为：830～860℃，奥氏体中溶解有wc=0.5%～0.6%，以及 wcr=0.8%

gcr15钢管/gcr15轴承钢 是的0635-880884515965232156 耐磨钢板，弹簧钢板，合金钢板，桥梁钢板，容器板，高强 板，低合金钢板，碳素钢板，冷轧钢板， 名称边长（mm）壁厚(mm) 16*1620*2025*2530*3032*3235*3538*38 40*4045*4550*5060*6070*7075*7580*80 85*8590*9095*95100*100105*105110*110120*120 130*130135*135140*140150*150160*160175*17518 0*180 190*190200*200220*220240*240250*250260*26028 0*280 300*300320*320340*340360*360

文章介绍钢中非金属夹杂物种类,分析非金属夹杂物给钢性能造成的影响,探讨非金属夹杂物金相检验.结果表明,依据化学成分钢中非金属夹杂物分为氮化物系、硫化物系、氧化物系.这些夹杂物对钢的强度、塑性、疲劳性能、切削性能等都会造成不良影响,影响钢性能充分发挥的同时,缩短钢的使用寿命.不同的非金属夹杂物金相不同,可应用光学显微镜进行金相检验.

针对石钢60tld-lf-vd-cc生产工艺,通过开发高碳低氧出钢、控制ld出钢下渣量、lf到位白渣技术、轴承钢专用精炼造渣工艺、分阶段吹氩工艺、优化连铸工艺等系统控制技术,使gcr15轴承钢平均全氧含量(t[o])明显降低,平均t[o]从原工艺的9.6×10~(-6)降低到6.34×10~(-6),t[o]≤7×10~(-6)的炉数占到总炉数的82.8%,工艺改进效果显著。

介绍杭钢紫金棒材线gcr15轴承钢圆钢生产工艺,通过多次试生产,运用扩散退火和控轧控冷手段控制碳化物液析、网状级别。

对120t转炉-lf-vd-cc流程生产的gcr15轴承钢夹杂物进行了金相显微镜观察评级、电子探针观察分析和电解夹杂分析。结果显示:a类夹杂0.5～1.5级,b类夹杂0.5～1.5级,c类夹杂0级,d类夹杂不大于0.5级,可充分满足gb/t18254—2002标准的规定;其氧化夹杂物总质量分数平均值为0.00370%,相比采用al脱氧电炉冶炼的gcr15轴承钢明显降低;夹杂物类型主要有条状硫化锰、链状氧化铝、纺锤状硫化锰包覆粒状氧化铝、粒状铝酸钙、粒状硫化钙包覆铝酸钙、粒状镁铝尖晶石、粒状硫化钙包覆镁铝尖晶石、方块状氮(碳)化钛等。

比较了不同的热轧钢带生产工艺对最终冷轧钢带球化质量的影响,并通过试验确认了控制球化退火前的组织对获取优良的球化组织的重要性。

为了满足高强度钢帘线的生产要求,必须降低钢中不变形非金属夹杂物的尺寸和数量。本文对帘线钢中氧化物夹杂物控制机理进行了总结,并对国内几家著名钢厂控制帘线钢夹杂物的措施进行了分析。

唐钢中厚板有限公司所生产的板坯探伤不合、表面裂纹很大程度上与夹杂物含量高有关。针对该公司生产的船板钢ccsd36冶炼的现行工艺与条件,利用实验室与现场实际结合的研究方法,对船板钢生产过程中非金属夹杂物类型、数量及分布进行了综合分析。研究表明:铸坯显微夹杂体积率平均为0.12%,显微夹杂数量平均值为33.18个/mm2。铸坯中的显微夹杂主要是钙铝酸盐夹杂物、钙铝酸盐与cas复合夹杂物和al2o3夹杂物。铸坯中的大型夹杂物主要为钙铝酸盐和硅铝酸盐两类,其含量平均值为15.21mg/10kg。其夹杂物主要来源于脱氧产物与中间包覆盖剂的复合物,其次是与结晶器液面保护渣和钢包渣的复合物。

为消除轴承钢中碳化物液析,改善带状组织,进行了加热温度与碳化物溶解扩散之间的关系研究,确定了gcr15轴承钢比较合理的加热温度和保温时间,并将试验结果实施于现场。实际应用结果表明,在现有加热能力的条件下,将加热温度提高到1200~1280℃,保温时间在3h以上,可使碳化物带状级别控制在2级以下,碳化物液析得到消除。

轴承钢棒材轧后温度较高导致的网状碳化物析出严重影响我国高质量轴承钢生产.在热模拟试验机上对gcr15轴承钢进行了试验研究,分析了不同控冷工艺参数对gcr15轴承钢二次碳化物的析出和珠光体转变的影响.研究表明,gcr15轴承钢经980℃高温变形后快速冷却,随着冷却速度的增加,晶界处二次碳化物由半网状分布、短棒状分布到最后弥散析出,珠光体球团直径和片层间距减小,并有退化珠光体生成.轴承钢中退化珠光体组织的出现,是由于其热变形后快速冷却,抑制了先共析碳化物在冷却过程中的过早析出造成的.较合理的冷却工艺是gcr15轴承钢高温变形后快速冷却到700℃,再以3℃/s的冷却速度进行冷却.

利用碳化物的金相形貌、数量、大小、分布及圆整度表征试验钢的球化质量,通过不同的热处理制度研究高纯净gcr15轴承钢预备组织与退火工艺对碳化物球化质量的影响。试验表明:优良的预备组织适宜的退火制度有利于碳化物在短时间内球化和细化,采用文中退火制度a,gcr15轴承钢碳化物圆整度为0.087μm、平均粒径为0.27μm,球化时间比传统工艺减少3.5h。

对本钢超低硫x65管线钢中夹杂物的研究结果表明,lf精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的al2o3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分al2o3夹杂物中出现tio、sio2、mns等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量mgo、sio2或mns等的2~50μm的球形mcao.nal2o3,部分为al2o3、mns、cas或cas-mns。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mcao.nal2o3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的al2o3、mns和cas夹杂物等。

通过提高gcr15轴承钢10mm线材预精轧温度的工业试验,得到了网状碳化物少的细片状珠光体组织,利用实验室热模拟的方法对工业试验现象做了进一步分析。结果表明:当预精轧温度为944℃时,试验钢网状碳化物析出时恰好处于快速冷却阶段,故其析出得到抑制,球化退火后渗碳体颗粒均匀细小,网状级别可降低至1.5级,布氏硬度为202.72,强韧性能均较高,满足gb/t18254-2002《高碳铬轴承钢》和实际生产对gcr15轴承钢退火材的要求。

对gcr15轴承钢lf精炼过程各阶段的钢中氧及夹杂物含量进行了研究。结果表明,在现有工艺条件下,lf精炼15~20min时钢中氧含量已降低到较低水平,lf精炼结束后软吹时间控制15min左右较为合理;lf精炼结束及中间包钢中大部分夹杂物尺寸在15μm以下;应进一步加强浇铸环节的控制,减少钢水的二次污染。

利用示踪试验,研究了在304不锈钢生产过程中,钢水接触的各种冶金熔渣对连铸坯中非金属夹杂物的影响。研究发现,aod钢渣混出时进入钢水中的小渣滴是钢中非金属夹杂物的主要来源之一,而大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染。