高碳铬不锈轴承钢孪晶碳化物研究

研究了高碳铬不锈轴承钢“孪晶碳化物”（直线状和链状碳化物）的影响因素及形成原因,结果表明：加热温度达到1140℃,退火后开始出现沿晶界分布的链状碳化物;加热温度≥1160℃,退火后出现大量直线状和链状两种形态的碳化物。材料从高温直接冷却时,温度≥1080℃并且冷却速度≤80℃／h可能析出链状碳化物,并且温度越高冷却速度越慢析出的可能性就越大。直线状碳化物形成原因为：材料加热温度过高．晶粒长大的过程中晶界迁移时偶然发生堆垛错误形成了生长孪晶,在随后的退火过程中碳化物向奥氏体挛晶界面沉淀而形成,是真正意义上的孪晶碳化物。链状碳化物是由于材料过热或者局部过热,在随后冷却过程中碳化物沿奥氏体晶界析出而形成的,本质上是一种网状碳化物。     

G102Cr18Mo不锈轴承钢VIM-VAR冶炼过程夹杂物的演变

通过真空感应冶炼、真空自耗重熔,制备了 G102Cr18Mo不锈轴承钢锭,利用Aspex扫描电镜分析了夹杂物数量、尺寸、面积的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的元素分布.研究结果发现,不论是真空感应还是自耗重熔,夹杂物的组成变化不大,主要由硫化锰、铝酸钙、Al-Ca-Mn-(Ti)-O-S复合夹杂物3类夹...     

高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

 通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了170 ℃和470 ℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律。研究发现,回火温度从170 ℃升高至470 ℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M₂₃C₆强化增量提高了2.59 MPa,固溶强化增量下降了118.82 MPa,470 ℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300 ℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8~3.6 μm和5.5~6.7 μm;450 ℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7~3.4 μm和5.8~6.4 μm。拉伸温度从300 ℃提高至450 ℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂。单纯热作用下钢中0.5~0.8 μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2~0.8 μm碳化物。裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性。     

GCr15轴承钢RH和VD真空精炼过程钢洁净度对比

摘要：对比了RH和VD真空精炼工艺生产的GCr15轴承钢精炼过程的洁净度水平,研究了钢液中总氧（TO）、总氮（TN）、总硫（TS）以及夹杂物变化规律。轴承钢对洁净度要求较高,RH精炼工艺在降低钢中TO、TN含量,固相夹杂物去除,循环效率上均具有优势。经过RH精炼后,钢液中TO含量下降了61%,TN含量下降了15%,夹杂物数密度降低了75%;VD精炼过程中,钢渣反应剧烈,脱硫效果优异,VD精炼后钢液中TS含量下降了50%,但钢液循环速率远落后于RH精炼,且更容易发生卷渣。不同液相分数的夹杂物与钢液的接触角不同,液相分数小于27%的夹杂物与钢液不润湿,容易碰撞长大和上浮去除,而液态夹杂物黏附功更大,难以从钢液中去除。     

高合金不锈轴承钢真空自耗熔炼数值模拟优化

为得到成分更均匀、更洁净的高合金不锈轴承钢产品,借助数值模拟的方法对某厂高合金不锈轴承钢真空自耗熔炼工艺展开优化研究。利用仿真软件MeltFlow-VAR从熔炼速率、熔池温度、冷却水温度对夹杂物粒子的分布影响等方面对真空自耗熔炼过程进行数值计算。结果表明,随着熔炼速率的升高,最大熔池深度增加,熔炼速率应大于3.0 kg/min为宜,结合枝晶间距和晶粒结构等结果考虑,得出最佳熔炼速率为3.5 kg/min;随着熔池温度的增加,最大熔池深度先增加后减小,当熔池温度为1 600℃时,熔池深度达到最大,熔池弧度曲线呈现饱满的碗形。通过数值计算预测了不同冷却水温度下铸锭内部夹杂物粒子的分布规律,工业试验验证了数值计算结果的准确性,得出最佳冷却水温度为25℃。研究结果对高合金不锈轴承钢生产具有一定指导意义。     

改善不锈轴承钢9Cr18共晶碳化物的工艺研究

采用金相显微镜分析了30 t EAF-LF-VD-Φ200 mm电极-Φ360 mm ESR锭-120 mm×120 mm锻坯-Φ50 mm轧材的冶炼和加工工艺对不锈轴承钢9Cr18共晶碳化物的影响,结果表明,模铸电极浇注温度由1500～1510℃降至1485～1495℃,电渣重熔熔速由4.5 kg/min降至3.5 kg/min,增强电渣重熔冷却条件,可以有效减少冶炼过程中的共晶碳化物原始形成。采用锻透力强、大变形开坯,可使大颗粒碳化物破碎、减小颗粒尺寸,降低碳化物条带和网状聚集程度,能够有效改善不锈轴承钢共晶碳化物评级,减小碳化物颗粒尺寸。     

新型不锈轴承钢6Cr14Mo冲击韧性与显微亚结构

在同等硬度下，新型不锈轴承钢6Cr14Mo(％：0．64C，13．6Cr，0．62Mo)的冲击韧性ak比9Cr18不锈轴承钢(％：0．94C，18．6Cr)高14—30J／cm^2。从碳化物电镜复型分析可见，6Cr14Mo钢淬、回火组织中主要为细小、弥散分布的二次碳化物，一次碳化物较少，而9Cr18钢组织中一次碳化物较多。新型不锈轴承钢6Cr14Mo的基体组织为板条马氏体，并有少量残余奥氏体，组织中的碳化物主要为M23C6以及弥散析出的Mo2C和ε-Fe2C。     

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。      

高洁净度轴承钢GCr15的生产

介绍了对某特钢公司采用EAF-LF-VD-CC流程生产高洁度轴承钢GCr15的工艺过程。通过提高电炉出钢碳含量和精炼炉渣碱度、VD炉真空脱气、连铸保护浇铸、控制钢水过热度、轧钢加缓冷工艺等措施,实现了高洁净GCr15轴承钢的稳定生产。钢中氧含量稳定控制在(2～7)×10^-6之间,[H]<10^-6,[N]<50×10^-6,Ti<30×10^-6,非金属夹杂物达到了高洁净度轴承钢的质量要求,为国内同类电炉工艺生产高品质轴承钢提供了宝贵经验。     

高纯H9Cr18不锈轴承钢的组织和性能

采用真空感应+真空自耗(双真空)冶炼工艺生产的H9Cr18不锈轴承钢,钢中氧含量达到6×10-6,而电渣钢的氧含量为36×10-6。电渣钢的氧化物夹杂含量是双真空钢的6 4倍。双真空钢的额定疲劳寿命是电渣钢的1 45倍。     

Cleanliness of GCr15 bearing steel refined by RH and VD vacuum processes

The cleanliness of GCr15 bearing steels produced by RH and VD vacuum refining processes was compared. Evolutions of total oxygen (TO), total nitrogen (TN), total sulfur (TS), and inclusions were investigated. Bearing steel has high requirements for cleanliness. RH refining has advantages in reducing TO and TN content, removing solid inclusion, and circulating efficiency. After RH refining, the TO content in molten steel decreased by 61%, the TN content decreased by 15%, and the number density of inclusions decreased by 75%. The stirring of slag and steel was strong during the VD refining, which was beneficial to the desulfurization, the TS content in liquid steel decreased by 50%. The circulation rate of the liquid steel in the VD refining was much lower than that in RH refining. The stronger stirring of slag and steel during VD refining resulted in the slag entrainment. The contact angle between inclusions with different liquid phase fractions and liquid steel is different. Inclusions with liquid phase fraction less than 27% are not wetted with liquid steel and are easy to collide, grow and float up for removal, while the adhesion work of liquid inclusions is greater and difficult to remove from liquid steel.     

电渣重熔过程电源频率对电渣锭洁净度的影响

电渣重熔采用低频供电可以提高功率因数、降低电耗,并实现电力系统的三相平衡。然而,其对电渣锭冶金质量特别是洁净度的影响还缺乏足够的数据支撑。为了研究电源频率特别是低频操作对电渣重熔锭洁净度的影响,采用实验室小型低频电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢、GCr15轴承钢为研究对象,详细分析了不同的电源频率对电渣锭化学成分、气体含量、夹杂物分布的影响规律。研究结果发现,与工频电渣重熔相比,不论是不锈钢还是轴承钢,当采用低频电源(2、1、0.4、0.1 Hz)电渣重熔后(在其他工艺参数如渣系、渣量、电流、电压、气氛等完全相同的情况下),电渣锭中的氧质量分数(0.010%～0.013%)大幅增加,对氮含量影响很小。电渣锭中的铝含量明显增加,而其他化学成分变化很小。与此相对应,低频电渣重熔锭的夹杂物数量也明显增加,且增加的夹杂物主要以氧化铝为主,但是夹杂物主要以小于10μm的细小夹杂为主,大颗粒夹杂物略有增加,但是数量较少。氧含量增加的主要原因是低频电源的直流倾向增大,使重熔渣池中的氧化铝发生了电解(30%Al₂O₃+70%CaF₂渣系...     

Precipitation of carbide and its effects on the properties of nickel-saving austenitic stainless steel

In this work,the effects of temperature and cooling rate on the precipitation of carbides in nickel-saving metastable austenitic stainless steel were studied.The test results show that the temperature range of carbide precipitation in the test steel was 500-950℃,and 750℃was the most sensitive temperature.However,when completely solution treated samples were cooled from high to room temperature at a cooling rate of more than 50 K/s,no carbides precipitated.The carbide precipitates increased the yield strength but decreased the corrosion resistance of the steel,with little impact on toughness.     

提高重轨钢洁净度的试验

提出一种降低重轨钢中T.O和H含量的工艺方法。通过RH精炼实践,探讨了真空处理时间、石灰调渣及驱动氩气流量对脱氧、脱氢的影响。结果表明,在真空纯处理15min,驱动氩气流量80m3/h及添加适量石灰调渣的工况组合条件下,获得了钢中w（T.O）=（5~6）×10-6、w（H）=10-6左右的RH真空处理效果。     

高温扩散对轴承钢低倍组织和碳化物不均匀性的影响

利用铸坯及盘条淬火+回火热处理金相检验、电子探针等技术,研究了高温扩散工艺对轴承钢低倍组织和碳化物不均匀性的影响。研究结果显示:铸坯经高温扩散处理后,枝晶间的大颗粒共晶碳化物溶解消除,Cr元素分布趋于均匀化,铸坯酸洗低倍质量明显提升,轧制后盘条的带状碳化物改善显著,但对盘条的低倍组织尤其是酸洗孔洞缺陷没有影响。     

中间包覆盖剂对430不锈钢钢水洁净度的影响

为了提高430铁素体不锈钢钢水洁净度,采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针对比分析了不同熔点中间包覆盖剂对430钢水洁净度的影响。结果表明,采用两类中间包覆盖剂生产的430不锈钢夹杂物成分都以CaOSiO2-Al2O3-MgO类为主,中间包覆盖剂对钢水中已经形成的夹杂物影响较小,不会改变夹杂物类型。使用低熔点中间包覆盖剂,板坯中夹杂物数量要明显少于使用高熔点中间包覆盖剂的炉次。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。