GCr15轴承钢大方坯宏观碳偏析形成机理及二次冷却调控机制研究

以国内某钢厂GCr15轴承钢连铸坯实际生产为研究对象,建立了GCr15轴承钢连铸坯凝固传热-微观组织耦合模型,通过研究不同连铸二次冷却模式下大方坯凝固组织特征参数（二次枝晶间距(SDAS)、中心等轴晶率(ECR)）的变化规律,阐明了二次冷却模式对GCr15轴承钢连铸坯凝固组织的影响机理。在此基础上,结合工厂试验与数值模拟分析,阐述了凝固组织特征对宏观碳偏析的作用机理。综合以上研究,揭示了GCr15轴承钢连铸坯二次冷却模式-凝固组织特征参数-宏观碳偏析的作用关系,从“宏-微”观角度提出,通过改善二次冷却调控机制,优化铸坯凝固组织结构,进而减轻GCr15轴承钢的宏观碳偏析。     

包钢[Φ]180 mm连铸圆坯生产GCr15轴承钢盘条的实践

介绍了包钢为实现一火成材生产GCr15轴承钢盘条而采用Φ180 mm连铸圆坯进行生产的工艺研究,包括粗轧机组孔型修改、加热温度制度、轧制工艺和控制冷却参数的制定等方面。各检验结果表明,包钢利用Φ180 mm连铸圆坯生产GCr15轴承钢盘条的工艺路线是正确的,产品性能全部符合GB/T18254-2002标准要求。     

PMO凝固均质化技术在连铸GCr15轴承钢生产中的应用

脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)凝固均质化技术是我国学者原创的连铸坯凝固组织细化和均质化技术。将该技术应用于连铸GCr15轴承钢生产,研究脉冲磁致振荡对GCr15轴承钢连铸坯凝固组织和成分分布的影响。生产实践表明,PMO可以显著细化连铸GCr15轴承钢的凝固组织,改善碳偏析。     

GCr15轴承钢消除大块状碳化物的热处理工艺

运用X射线测定了GCr15轴承钢连铸坯芯部宏观偏析区域和微观偏析区域C、Cr元素的浓度。基于C和Cr元素成分分布,用Thermo-Calc软件计算了GCr15轴承钢不同部位的熔点,从而确定了轴承钢连铸坯均匀化加热的最高温度限制。研究了不同温度下消除连铸坯芯部大块状碳化物所需要的时间。通过理论与实验相结合的方法,提出了一系列消除轴承钢连铸坯芯部大块状碳化物的热处理制度。     

兴澄GCr15钢生产过程质量控制探讨

介绍了兴澄特钢GCr15轴承钢的生产工艺流程以及兴澄特钢GCr15轴承钢生产过程中化学成分、［H］、［O］气体含量、夹杂物和连铸过程质量控制的部分实践工作,通过过程质量控制可以提高GCr15轴承钢连铸坯的实物质量水平,满足用户使用要求。该文所提出的各种工艺参数对中国轴承钢的生产及质量的提高有重要的参考意义。     

连铸轴承钢的保护浇注

介绍连铸轴承钢降低钢中氧含量采取的一些保护浇注措施。工业试验结果表明,在连铸生产过程中,开浇阶段钢水的二次氧化是钢中氧含量增加的主要原因。采取保护浇注措施可使轴承钢连铸坯的增氧量减少,氧含量可降低到10×10~(-6)以下。     

320 mm×410 mm断面重轨钢连铸坯宏观偏析控制关键技术

针对320 mm×410 mm断面生产重轨钢宏观偏析较大的问题,在分析该断面生产重轨钢宏观偏析控制工艺难点的基础上,开展了电磁搅拌电流强度对比试验、重压下压下总量对比试验以及过热度与拉速匹配对比试验,获得了该断面生产重轨钢宏观偏析控制的最佳连铸工艺参数。试验结果表明,结晶器电搅电流强度600 A、2.4 Hz,凝固末端电搅电流强度330 A、7 Hz,重压下总压下量19～22 mm,过热度控制20～35 ℃、拉速控制0.70～0.72 m/min,生产的重轨钢连铸坯中心等轴晶率平均为41.2%,连铸坯中心偏析≤0.5级的比例达到85%,断面碳偏析指数控制在0.95～1.07,连铸坯质量较好,生产的钢轨质量满足标准要求,形成了320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢宏观偏析控制关键技术。     

改善连铸轴承钢碳化物不均匀性的工艺实践

在论述连铸轴承钢的凝固过程、结构及其碳化物属性的基础上,介绍了上海宝钢集团五钢公司在控制和改善连铸轴承钢碳化物不均匀性的工艺实践.     

连铸小方坯试制轴承钢工艺研究

重点探讨了连铸小方坯试制轴承钢的冶炼生产关键技术措施及对产品质量的影响,在150一3小方坯连铸机上成功地生产了轴承钢并形成批量.     

连铸轴承钢的实践与探讨

阐述锡钢开发连铸轴承钢所解决的一些关键问题，并对进一步提高连铸轴承钢质量提出看法。     

方坯连铸轴承钢技术

在新建的电炉一连铸生产线上开发方坯连铸轴承钢工艺技术，提高轴承钢的清洁度，并使连铸轴承钢的接触疲劳寿命和轴承疲劳寿命分别达到和超过模铸轴承钢，累计产量已超过10万t。     

过热度及结晶器电磁搅拌对连铸坯凝固组织及偏析影响的热模拟研究

利用热模拟装置进行了不同过热度及结晶器电磁搅拌(mould electromagnetic stirring,M-EMS)参数下GCr15轴承钢的连铸试验,以研究过热度及M-EMS耦合作用对铸锭凝固组织和偏析的影响。结果表明:随着过热度的降低及搅拌电流的增大,铸锭的等轴晶率(EGR)提高,混晶率(MGR)降低。弱电磁搅拌及低过热度时,铸锭中心碳偏析严重。随着过热度的提高及搅拌电流的增大,碳元素的最大偏析比及偏析比极差均先减小后增大。根据试验结果,GCr15轴承钢最优的电磁连铸工艺参数为:过热度44℃,电磁搅拌电流和频率分别为300 A和5 Hz。     

发达国家的连铸轴承钢技术与质量

在归纳连铸轴承钢技术迅速发展原因的基础上，介绍发达国家连铸轴承钢的装备、技术与质量及其动向。     

专利

专利名称：一种连铸轴承钢大方坯的加热方法 本发明公开了冶金行业中热处理领域的一种连铸轴承钢大方坯的加热方法，用于连铸轴承钢大方坯的加热。该方法有效解决了加热过程中保温时间长、生产效率低的问题。     

G8Cr15与GCr15轴承钢热处理工艺与性能对比分析

研究了G8Cr15与GCr15两种轴承钢的热处理工艺,并对其进行了冷变形抗力试验和冲击韧性试验。结果表明:G8Cr15轴承钢在770～790℃球化退火,得到的退火硬度和球化退火组织均检验合格。在830～840℃加热淬火,G8Cr15与GCr15两种轴承钢均得到细小的马氏体组织与高的硬度值。G8Cr15钢的淬硬性、抗回火性与GCr15钢相当。在相同试验条件下,G8Cr15钢比GCr15钢的平均压缩量大24%,冷变形抗力小9%,冲击韧度提高11.1%。     

论连铸高碳铬轴承钢的质量

提出了方坯连铸高碳铬轴承钢中心偏析的形成机理。改善连铸高碳铬轴承钢的中心偏析的方法和途径有：提高连铸坯的宽厚比,减少钢中残余元素、有害元素及夹杂物含量,降低和稳定过热度,合理选择拉速、二冷强度和电磁搅拌参数,采用软压下技术,比较试验表明：连铸生产的φ35mm轴承钢材的接触疲劳寿命L10是模铸材的1.30倍以上,连铸生产的φ50mm轴承钢材的接触疲劳寿命L50是模铸材的1.87倍以上,连铸材的弥散性和均匀性优于模铸材。     

Discussion about Control Techniques of Bearing Steel LiquidLimitation

轴承钢碳化物液析是钢液结晶过程中液相中碳及铬富集而导致碳成分严重偏析,且在枝晶间形成粗大的和难以消除的一次碳化物.在加热过程中,受工艺时间、温度和加热炉温度场不均匀等不合理的生产安排影响,导致碳化物扩散效果不良而产生碳化物液析缺陷.通过采取控制加热温度,控制坯料装、出炉速度,控制稳定炉况,采用热送热装工艺等工艺措施,有效预防和控制了轴承钢碳化物液析缺陷的产生.近年来,本钢特钢厂轴承钢的生产逐渐从模铸锭为主转向连铸坯为主的生产模式,且产量逐渐增加.受轴承钢工艺加热能力和加热炉频繁启动的影响,2010年1月以来,在连铸坯的生产、检验过程中,断续出现了碳化物液析的检验缺陷,对轴承钢的生产质量产生了影响.为此,本钢特钢厂加热车间为控制该类缺陷进行了理论探讨和研究,并在增加产量的实践中进行了有益的尝试和试验,稳定了轴承钢的质量,保证了用户的要求.     

GCr15轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律

主要针对GCr15轴承钢凝固过程较易出现宏观碳偏析的现象,研究分析了宏观碳偏析形成的基本规律。取兴澄、石钢和永通3个不同特殊钢厂用不同连铸工艺所产轴承钢连铸坯横截面不同部位的试样,分析研究了碳的质量分数。结果表明,径向比对角线方向宏观碳偏析大;连铸坯柱状晶发达,导致中心位置附近出现较严重的碳正偏析;较致密的凝固组织有利于减轻宏观偏析;纵切面上的碳呈周期性分布。     

改善轴承钢连铸坯质量的主要技术措施

轴承钢连铸坯的主要质量问题是中心偏析、裂纹和夹杂物。本文就上述铸坯质量缺陷,根据其产生的原因,介绍了轴承钢连铸过程中所需采取的主要技术措施。     

基于凝固传热模型的轴承钢GCr15二冷研究与应用

采用Gleeble3500热应力/应变模拟机对轴承钢GCr15进行了高温力学性能测定,根据实际测量的结果,优化原有二冷制度并提出了适合轴承钢二冷冶金准则的二冷水表。并根据实际情况建立了大方坯连铸凝固传热模型,通过射钉试验表明模型准确可靠,在此基础之上提出了基于凝固传热模型的动态二冷控制方法,通过生产实践表明采用特征拉速控制二冷配水可以有效改善铸坯质量。