轴承钢精炼过程非金属夹杂物行为的研究

neoss1

作为一种重要的冶金产品，轴承钢被广泛应用于机械制造、铁路运输、汽车制造、国防工业等领域。随着科学技术的迅猛发展，对轴承的要求也越来越苛刻，轴承必须具有高寿命、高稳定性和可靠性，这就需要将轴承材料中的夹杂含量降到极低的程度。因为溶解在钢中的夹杂物会破坏基体的连续性，影响轴承的使用性能。

非金属夹杂物就其形成而言，与冶炼、浇注等工艺过程有密切关系。只有弄清楚冶炼过程中非金属夹杂物的行为、变化，才能进一步改善轴承钢的质量。

某电炉炼钢厂GCr15轴承钢现行生产工艺流程为：100tEAF熔炼→LF加热工位→VD真空处理→150mm×150mm方坯连铸机连铸。

研究发现：(1)该流程生产的轴承钢夹杂物主要为Al2O3、硫化物和含钙、镁的块状复合夹杂；(2)在杂物数量上，VD处理后点状夹杂物略有减少，氧化铝和硫化物大幅减少，铬铁酸盐及硅酸盐夹杂消失。成材试样中只发现少量氧化铝、硫化物和含有SiO2、Al2O3、CaO、S等的复合夹杂；(3)各种夹杂物尺寸能够控制在10μm以下。LF试样中夹杂物50%尺寸小于10μm，VD处理后90%的夹杂物尺寸小于10μm，成材中夹杂物尺寸全部在10μm以下，且以5μm以下居多；(4)氧化铝夹杂主要来源于铝脱氧产物和耐火材料;硫化物以氧化铝等氧化物为核心形核，来源于S与钢中硫化物形成元素Ca、Fe等的化学反应。以钙铝酸盐为主的点状不变形夹杂物来源于脱氧产物，而其中的钙、镁来源于炉衬和炉渣。