30Cr15Mo1N高氮不锈轴承钢组织结构表征与旋弯疲劳机制

高氮不锈轴承钢凭借高强度、高硬度、长寿命和优良的耐腐蚀性成为新型轴承材料研发热点。采用旋转弯曲疲劳试验等方法研究了热处理工艺对30Cr15Mo1N高氮不锈轴承钢疲劳性能和裂纹萌生机制的影响。结果表明,试验钢1 050℃淬火+180℃回火热处理工艺的抗拉强度为1 985.3 MPa、硬度为60.5HRC、疲劳强度为867 MPa,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度为2 257.6 MPa、疲劳强度为1 020 MPa;引起180℃回火试样疲劳裂纹萌生的裂纹源主要为基体和夹杂物两类,而引起500℃回火试样疲劳裂纹萌生的裂纹源通常为边部缺陷。高温回火对基体组织内部应力集中的降低是其裂纹源类型转变和疲劳性能提高的主要原因。通过对高氮不锈轴承钢疲劳行为与裂纹萌生现象的深入研究,为高氮不锈轴承钢热处理工艺制定及抗疲劳机制研究提供试验与理论基础。     

高温不锈渗碳轴承钢的研发现状与进展

 航空用轴承钢向耐高温、耐腐蚀、高承载、长寿命方向发展,现役的M50轴承钢存在强度高但韧性和耐蚀性不足的问题;M50 NiL渗碳轴承钢虽然通过降低碳含量和调整合金成分来提高韧性,但仍越来越无法满足高推重比的航空发动机的发展需求,并且耐蚀性不足问题也未解决。高铬不锈轴承钢BG-42和高氮Cronidur30轴承钢虽然抗腐蚀能力好,但是表面硬度和心部韧性仍不足。以CSS-42L钢为代表的高温不锈渗碳轴承钢拥有高强韧性和优良耐蚀性能,不仅在航空轴承应用上极具竞争优势,而且也可应用于在高温或腐蚀性环境下使用的齿轮、轴和紧固件等,但是国内外相关研究工作仍不足且缺乏系统性,因此对其研发现状进行综述和总结尤为重要。从航空用高温轴承钢发展历程出发,详细介绍了国内外高温不锈渗碳轴承钢的研发背景和合金成分设计思路;综述了铬、钴、钼、镍、钒、钨等主要合金元素对组织和性能影响规律,其中钴的加入虽然不直接参与析出强化,但能够起到抑制δ-铁素体形成和促进弥散析出的特殊作用;分别从表面渗碳和心部材料两个方面,揭示了调控热处理工艺对微观组织和强韧性的影响规律。在此基础上,针对国内外高温不锈渗碳轴承钢基础理论和制造工艺研究的不足,提出了优化合金成分、突破渗碳热处理技术,以及加强不同工况下组织演变、疲劳损伤和破坏机理研究的研发方向。     

高氮不锈轴承钢组织表征与滚动接触疲劳失效机制

高氮不锈轴承钢作为第三代轴承钢材料,被广泛应用于航天飞机燃料泵轴承、飞机发动机主轴轴承等领域,现已经成为航空航天关键基础材料。而国内关于高氮不锈轴承钢滚动接触疲劳性能研究几乎空白,因此对加压电渣冶炼工艺制备的高氮不锈轴承钢采用不同回火温度热处理,进行力学性能测试、微观结构表征和滚动接触疲劳性能测试。结果表明,试验钢1 030℃淬火+180℃回火热处理工艺抗拉强度为1 899.7 MPa、硬度为60.7HRC,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度提升至2 213.5 MPa;通过对500℃高温回火试样基体表征,发现基体内纳米级Cr-N第二相析出是二次硬化现象产生的主要原因。180℃回火试样滚动接触疲劳寿命L10为1.67×107,500℃回火试样L₁₀为2.85×10⁷,提高了70%;通过对2组试样疲劳剥落坑深入表征,发现180℃回火试样次表层沿晶断裂是引起滚动接触疲劳失效的主要原因;结合基体残余应力测量结果分析,500℃高温回火残余拉应力为41 MPa,低于180℃回火的101 MPa。高温回火基体内析出的纳米级Cr-N第二相可以降低位...     

高碳铬不锈轴承材料标准的变化

众所周知，高碳铬不锈轴承钢具有高的硬度和抗回火稳定性、切削性及冷冲压性良好、淬火冷处理和低温回火具有较高力学性能等特性，被广泛用于制造在海水、河水、硝酸、石油化工、原子反应堆以及工作温度不超过250℃工作条件下使用的耐蚀轴承。规定高碳铬不锈轴承钢化学成分、低倍组织、非金属夹杂物、     

国内外高氮马氏体不锈轴承钢研究现状与发展

 高碳铬不锈钢是应用最为广泛的不锈轴承钢,其具有较高的硬度和一定的耐蚀性,然而较高的碳、铬质量分数导致粗大碳化物的出现,轴承钢的疲劳和耐蚀性能将受到损害。相比之下,钢中添加氮元素能够减少粗大共晶碳化物的数量,同时析出大量细小的氮化物及碳氮化物,氮代碳既强化基体又改善耐蚀性,从而获得高强度与良好耐蚀性。介绍了含氮轴承钢及含氮马氏体轴承钢的发展历程,分析了不锈轴承钢中氮元素对组织结构、力学性能和耐蚀性能的作用机理;介绍国内外含氮轴承钢的研究现状并指出了含氮轴承钢研究的不足,需要在氮溶解模型、氮对组织演变及耐蚀机制等方面进行基础理论研究,同时不断研发不同系列的含氮马氏体轴承钢。     

高氮不锈轴承钢的微动磨损性能

为了探究应力和滑动速度对高氮不锈轴承钢微动磨损性能的影响,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机进行了不同应力和不同滑动速度下的微动磨损试验,对摩擦因数和磨损率进行分析,并对磨斑形貌进行观察.结果表明:试验钢的摩擦因数随应力和滑动速度的增加而减小;磨损率随应力和滑动速度的增加而增加.随着pv值(表示轴承工况的严重程度)的增大,高氮不锈轴承钢的磨损机理由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损和塑性挤出磨损.     

合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明:钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1 030、1 050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%～35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%～10.3%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC～59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮-钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。     

高疲劳寿命轴承钢洁净度现状及研究进展

对比了国内外高疲劳寿命轴承钢主要杂质元素、主要夹杂物特征等冶金性能的差异，并对比了不同冶金质量下，轴承钢的疲劳性能及诱发疲劳断裂的因素，总结了国产轴承钢洁净度现状及与国外优质轴承钢的差距。在此基础上，围绕高疲劳寿命轴承钢，以进一步提高国产轴承钢质量为目的，分析梳理了国产轴承钢冶炼技术及夹杂物控制方法的发展轨迹，探讨了国产轴承钢进一步提高疲劳寿命及质量的发展方向。      

应用RH真空脱气精炼GCr15钢制造轴承总结

一、前言轴承钢的冶金质量是影响轴承寿命的三大因素之一。为了改善和提高轴承材料的冶金质量和疲劳寿命,国外普遍对轴承钢作真空脱气精炼,使钢中的含氧量降到20ppm以下,从而改善非金属夹杂物含量、分布和类型,显著地提高材料的耐疲劳性能。六十年代以来,我国冶金部门有关单     

国内外轴承钢的现状与发展趋势

目前国产关键轴承与日本、欧美等先进国家相比,在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面存在较大差距,成为制约中国装备制造业发展的瓶颈.首先介绍了国内外在航空航天、高速动车和其他工业用高端轴承质量上的差距和中国高端装备制造对高端轴承的需求.然后介绍了国外超纯化、多样化、定量化和低成本化的轴承材料的发展现状,以及大幅度提升轴承材料寿命的新型热处理和表面改性技术.最后指出未来中国轴承钢研发不仅需要传统轴承钢冶金质量的提升和新型轴承材料的创新研发,还需要进行2～5 GPa超高疲劳应力作用下轴承钢的组织演化、加工硬化和破坏机制等基础理论研究,以实现中国高端轴承钢的国产化,满足高端装备对高端轴承的需求.     

三步法和二步法不锈钢冶炼工艺的分析和生产实践

分析了HM DEP-KOBMS-VOD三步法(铁水脱硅和脱磷预处理-KOBMS转炉脱碳、合金化-真空吹氧脱碳)和EAF/BOF-AOD二步法(电弧炉炼300系不锈钢母液/400系钢转炉脱磷-氩氧脱碳和合金化)生产不锈钢的生产效率和成本。三步法工艺生产铬不锈钢和超低碳氮不锈钢具有生产效率高、氩气消耗低、P-Cu-Pb有害杂质含量低的优势,而EAF-AOD二步法工艺生产304、316L等铬镍不锈钢有可使用含镍生铁、不锈钢废钢、生产成本低,效率高的优势。文中介绍了太钢用三步法和二步法工艺生产的不锈钢品种结构和工艺实践。     

提高95Cr18不锈轴承钢的初轧开坯成坯率

介绍了95Cr18不锈轴承钢的开坯生产工艺特点,分析其开坯裂纹的产生原因,通过工艺保证并制定了改进措施,减少了其开坯裂纹的产生,提高了95Cr18不锈轴承钢的初轧开坯成坯率。     

含氮双相不锈钢及其冶金工艺

铁素体-奥氏体双相不锈钢比奥氏体不锈钢有较高的机械性能、优良的耐应力腐蚀和点腐蚀性能以及较低的价格(Ni含量低),特别是通过降低钢中的碳含量和增加氮含量而改善了钢的可焊性。双相钢中含较高的氮含量有两个有利的因素:抑制δ-铁素体的形成和提高抗点蚀当量。介绍了4种不同类型的含氮双相不锈钢和常用双相不锈钢的牌号和化学成分、双相不锈钢5种冶金工艺、太钢双相不锈钢的生产、高氮双相不锈钢的形变热处理以及双相不锈钢的研究和发展趋势。     

高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为

利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为1 040~1 120℃,应变速率为1~20s-1的条件下进行了高N马氏体不锈轴承钢的热压缩变形试验。结合真应力-真应变曲线和热变形组织研究了变形参数对高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为和碳氮化物演变规律的影响。结果表明:在该变形条件下,试验钢的真应力-真应变曲线为动态再结晶型。随着应变量的增大,碳化物的平均尺寸呈减小趋势,但数量有所增多。基于热变形方程计算得到的应变量为0.6时的热变形激活能Q为410.7kJ/mol。构建了包含应变量在内的流变应力方程,同时建立了高N马氏体不锈轴承钢的Zener-Hollomon参数本构方程。     

Ce对440C不锈轴承钢夹杂物演变的影响

为探究稀土Ce对440C不锈轴承钢中夹杂物的改性作用,利用实验室MoSi₂电阻炉对440C不锈轴承钢进行稀土Ce处理,采用OM、SEM等系统分析了Ce的添加对440C不锈轴承钢脱氧及夹杂物演变的影响。结果表明,随着Ce加入量的增加,其收得率逐渐升高。Ce的加入使钢中TO质量分数由0.002 5%降低至0.001 2%。未加入Ce的钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS以及镁铝尖晶石;加入质量分数为0.011 5%的Ce后,夹杂物被改性为以Ce-Al-O为主的夹杂物;当Ce的添加量达到0.036 4%时,夹杂物被完全改性为Ce-O-S夹杂物。适量的Ce可以降低夹杂物尺寸及面积比例,但过量加入会使夹杂物尺寸变大。在本试验条件下,当Ce质量分数为0.011 5%时,钢中夹杂物细小弥散效果最明显。以上结论可为Ce在高碳铬不锈轴承钢中的应用提供参考。     

8t连拉连拔机组棒材输送方式探讨及改进

宝钢集团上海五钢引进一条意大利DANIELI公司连拉连拔生产线，生产不锈钢、轴承钢、工具钢等高品质冷拉圆钢。在试生产中暴露出棒材输送方式存在缺陷，针对问题进行分析、探讨，并加以改进。     

合金钢的现状与发展趋势

在目前和可预见的未来,合金钢仍然是社会和经济发展所需要的重要材料。新型合金钢必须满足社会发展对钢铁生产、加工、使用和回收等环节提出的节约能源、节约资源、保护环境的要求,为此,合金钢将向高性能和多品种方向发展。本文概述了高强度低合金钢、合金结构钢、超高强度钢、不锈耐蚀钢、耐热钢、工具钢、模具钢、轴承钢等合金钢的现状和发展趋势。