軸承鋼精煉過程非金屬夾雜物行為的研究分析
作為一種重要的冶金產品,軸承鋼被廣泛應用于機械制造、鐵路運輸、汽車制造、國防工業(yè)等領域。隨著科學技術的迅猛發(fā)展,對軸承的要求也越來越苛刻,軸承必須具有高壽命、高穩(wěn)定性和可靠性,這就需要將軸承材料中的夾雜含量降到極低的程度。因為溶解在鋼中的夾雜物會破壞基體的連續(xù)性,影響軸承的使用性能。
非金屬夾雜物就其形成而言,與冶煉、澆注等工藝過程有密切關系。只有弄清楚冶煉過程中非金屬夾雜物的行為、變化,才能進一步改善軸承鋼的質量。
某電爐煉鋼廠GCr15軸承鋼現行生產工藝流程為:100tEAF熔煉→LF加熱工位→VD真空處理→150mm×150mm方坯連鑄機連鑄。
研究發(fā)現:(1)該流程生產的軸承鋼夾雜物主要為Al2O3、硫化物和含鈣、鎂的塊狀復合夾雜;(2)在雜物數量上,VD處理后點狀夾雜物略有減少,氧化鋁和硫化物大幅減少,鉻鐵酸鹽及硅酸鹽夾雜消失。成材試樣中只發(fā)現少量氧化鋁、硫化物和含有SiO2、Al2O3、CaO、S等的復合夾雜;(3)各種夾雜物尺寸能夠控制在10μm以下。LF試樣中夾雜物50%尺寸小于10μm,VD處理后90%的夾雜物尺寸小于10μm,成材中夾雜物尺寸全部在10μm以下,且以5μm以下居多;(4)氧化鋁夾雜主要來源于鋁脫氧產物和耐火材料;硫化物以氧化鋁等氧化物為核心形核,來源于S與鋼中硫化物形成元素Ca、Fe等的化學反應。以鈣鋁酸鹽為主的點狀不變形夾雜物來源于脫氧產物,而其中的鈣、鎂來源于爐襯和爐渣。
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