石钢GCr15SiMn轴承钢的开发

石钢通过60t电弧炉-LF(VD)精炼-300mm×360mm矩坯连铸-连轧工艺生产Φ90mm、Φ100mm、Φ105mm轴承钢GCr15SiMn(%:1.00C、0.5Si、1.0Mn、1.45Cr、0.02Al) 。通过电弧炉无渣出钢、LF精炼渣碱度≥3.5, VD处理和全程保护浇铸,低拉速(0.40～0.55m/min),弱二冷(0.18～0.25L/kg),电磁搅拌等工艺措施,使[O]≤8×10^-6,钢中非金属夹杂物总级别2.5～3.0级,无发纹,疏松和偏析≤1.0级,碳化物不均匀性均满足标准要求。     

GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价

通过现场取样分析和热力学计算,评价了工业化生产GCr15轴承钢LF精炼工序的脱硫能力.分析了精炼温度、钢中酸溶铝含量、精炼渣的光学碱度对LF精炼过程硫分配比的影响.由于实际精炼过程中脱硫反应未达到平衡,实际测得的硫分配比低于理论计算值.得到了精炼温度为1 830～1 855 K,钢中酸溶铝的质量分数为0.020％～o.050％,精炼渣光学碱度在0.760～0.795范围内,精炼温度、钢中酸溶铝、渣的光学碱度及渣中Al2O3、SiO2含量对硫分配比影响的回归方程,该方程可作为实际生产条件下LF精炼工序脱硫能力的评价依据.根据回归方程,设计了改变精炼渣组成的3因素4水平正交实验,分析了精炼渣二元碱度R2及Al2O3和SiO2含量对硫分配比的影响,得出渣-钢间最优硫分配比的精炼渣组成(质量分数)为:CaO 55.11％,Al2O3 30％,SiO26.89％,MgO 8％,光学碱度为0.777.     

GCr15轴承钢BOF-LF-RH-CC流程夹杂物的生成及演变

 为研究GCr15轴承钢中夹杂物的演变规律,对某钢厂BOF-LF-RH-CC工艺流程生产的GCr15轴承钢进行了全流程取样,并利用ASPEX扫描电镜和热力学计算对各工序钢中夹杂物的演变进行了系统的分析。研究表明,在LF精炼初期,钢中夹杂物主要为高Al₂O₃(w(Al₂O₃)=84%)的MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物;LF精炼结束时,MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的数量所占比例分别为74%和26%,此时钢液中夹杂物尺寸主要为1～6 μm,数量所占比例为87%。LF-RH精炼期间,夹杂物总数量由LF精炼结束时的198 个/(20 mm2)降低至RH破空后的103 个/(20 mm2),降幅为48%,其中MgO-Al₂O₃夹杂物主要在LF精炼期间生成,然后在RH精炼时基本被去除,具体表现为,其数量由LF进站时的88 个/(20 mm2)增加至LF出站时的139 个/(20 mm2),在RH软吹结束时降低为4 个/(20 mm2);CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物主要在RH精炼期间生成,其数量由LF出站时的49个/(20 mm2)增加至RH软吹结束时的108 个/(20 mm2),这表明RH真空精炼对夹杂物去除效果较好。热力学计算结果表明,二次精炼过程中钢中Al_s、Mg含量处于MgO-Al₂O₃夹杂物优势区内,这表明MgO-Al₂O₃夹杂物更易生成;当钢中w([Mg])为0.000 3%时,w([Ca])大于0.000 25%,满足MgO-Al₂O₃夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的热力学条件,而且当w([Al_s])为0.022%时,w([Ca])控制为0.000 25%～0.007 00%时更有利于生成液态化的钙铝酸盐。试验过程钢中w([Ca])约为0.000 1%～0.000 4%,因此夹杂物更多地转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物。     

石钢GCr15SiMn轴承钢的开发

介绍了石钢开发GCr15SiMn轴承钢的生产工艺控制,首次生产的GCr15SiMn轴承钢的产品质量、性能指标,均满足用户的要求。     

120 t BOF-LF-RH-CC流程GCr15轴承钢洁净度研究

对“120 t BOF-LF-RH-CC”流程GCr15轴承钢的洁净度研究结果表明,LF精炼结束以Al2O3·MgO尖晶石和Al2O3-MgO-CaO夹杂为主,RH真空处理后,Al2O3·MgO尖晶石几乎全部消失,钢中夹杂物以液态钙铝酸盐为主,T.O含量降至5.3×10-6;浇注过程中间包重新生成Al2O3·MgO尖晶...     

GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的演变机理研究

为了探索国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的存在形式及形成机理,针对LF精炼过程进行了系统取样,利用ASPEX自动扫描电镜并结合FE-SEM,研究分析了L F精炼过程中夹杂物的演变过程.研究发现,GCr15轴承钢LF精炼开始稳定时,非金属夹杂物主要为Al2 O3类夹杂物,到LF精炼终点逐渐演变成近似球形的D...     

轴承钢GCr15的脱氧工艺优化与分析

分析了电炉精炼过程中氧、氮含量的变化及炉渣成分变化。减少铝线喂入量，降低炉渣碱度、控制渣中(Al2O3)含量，可有效减少D类夹杂物的生成。保证静搅时间，促进夹杂物的上浮，可有效地去除D类夹杂物。     

GCr15轴承钢LF精炼过程钢的洁净度变化

对GCr15轴承钢LF精炼过程各阶段的钢中氧及夹杂物含量进行了研究.结果表明,在现有工艺条件下,LF精炼15～20 min时钢中氧含量已降低到较低水平,LF精炼结束后软吹时间控制15 min左右较为合理;LF精炼结束及中间包钢中大部分夹杂物尺寸在15 μm以下;应进一步加强浇铸环节的控制,减少钢水的二次污染.     

石家庄钢铁公司成功开发GCr15SiMn轴承钢

GCr15SiMn钢要求超低氧、高纯净度、耐磨、疲劳寿命高，低倍、高倍、带状、液析要求严格。由于GCr15SiMn轴承钢较GCr15轴承钢Si和Mn含量更高，更容易引起铸坯成分偏析，因此，在冶炼过程中要采取有效措施控制偏析。     

GCr15SiMn轴承钢夹杂物的控制浅析

非金属夹杂物是影响轴承钢寿命的关键因素。通过控制精炼渣成分、钢中硫氧比、终点碳和吹氩搅拌等因素可以降低夹杂物含量、改善夹杂物的性质和形态以减轻其对钢的危害。     

Aggregation mechanism of TiN inclusion in GCr15 bearing steel

Many different types of TiN inclusions were found in the scanning electron microscope observation of GCr15 bearing steel, including single particle TiN, multi- particle polymerized TiN. The thermodynamic calculation of TiN shows that TiN inclusion in GCr15 bearing steel precipitates in the mushy zone. The calculation of TiN growth kinetics shows that: under the condition that the initial concentration of Ti is 0. 0060 mass%-0. 0078 mass% and the content of N is 0. 0049 mass%-0. 0070 mass%, the local cooling rate of TiN precipitation is 0. 5-10K/s and precipitation temperature is 1620-1640K, the final size of single particle TiN is 1-6??m. The formation mechanisms on multi- particle polymerized TiN reveal that they are formed by single- particle TiN going through three stages as follows: single- particle TiN inclusions approach together by the cavity bridge force; the collision coarsening occurs around the neck region of inclusions; inclusions and new precipitates are sintered in solid phase state.     

形变温度对GCr15SiMn钢网状碳化物演化行为的影响

 在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行单轴热压缩试验,研究了形变温度对GCr15SiMn钢的组织尤其是网状碳化物的影响。利用连续度系数来定量表征网状碳化物的连续程度。综合分析了形变温度对晶粒尺寸以及网状碳化物的连续度系数的影响。结果表明：随形变温度的升高,网状碳化物的连续性与晶粒尺寸的变化规律保持较好的一致性。网状碳化物的破碎程度随形变温度的降低而增大。综合考虑网状碳化物连续程度、晶粒尺寸以及变形抗力等因素,在轧后不控冷的条件下,GCr15SiMn的终轧温度宜定在800～850 ℃,其中以850 ℃为最佳。     

GCr15SiMn轴承钢铸锭的原位统计分布分析

对真空感应炉熔炼后浇注的GCr15SiMn轴承钢铸锭进行原位统计分布分析,研究过热度对铸锭C、Si、Mn、Cr元素偏析以及疏松的影响。研究表明:过热度较低时(25 ℃),受溶质元素在凝固前端大量形核以及钢液热对流差等影响,铸锭的凝固末端出现明显的偏析和缩孔,C元素的统计偏析度达7.83%,统计疏松度为1.76%;随着过热度的进一步提高(55 ℃),钢液的热对流有所加强,各元素的偏析情况得到一定的改善,C元素的统计偏析度和疏松度均达到最低,分别为4.06%和1.34%;当过热度较高时(75 ℃和105 ℃),钢液的热对流较为强烈,溶质元素上浮,使得铸锭凝固末端的偏析以及疏松情况又有所恶化。因此,通过铸锭偏析和疏松的定量分析可知,过热度55 ℃为最佳浇注工艺参数。     

GCr15SiMn轴承钢中碳元素偏析与疏松的相关性

针对GCr15SiMn钢锭在凝固过程中容易出现宏观偏析与疏松等凝固缺陷的问题,为了制定更合理的模铸浇注工艺,通过真空感应炉冶炼1 kg的GCr15SiMn钢锭,从模铸工艺和钢锭宏观组织的角度研究了实验室与工业生产的相似性,采用OPA、SEM等检验方法研究了碳偏析与疏松的相关性。研究表明,碳元素的偏析最为严重,碳元素偏析与疏松相关。得出了碳偏析与疏松的相关性公式SC=0.92P－0.89,该公式所体现出的基本规律适用于工业生产的铸锭。根据SEM和OPA的统计结果,建立了疏松的当量直径与其定量表征值(表观致密度P)的对应关系。结果表明,随着疏松的当量直径增大,碳的偏析度逐渐增大。利用Scheil微观偏析模型从原理上进行了分析与讨论,得出碳的偏析度和钢液收缩量呈正相关关系。     

GCr15轴承钢中Ti含量的控制

从轴承钢的生产工艺特点和质量要求出发,结合实验室研究及大生产的统计数据,对影响轴承钢中钛含量的主要因素进行了分析讨论,重点阐述了炉渣碱度、钢中Als、渣中A1<,2>O<'3>及TiO<'2>对轴承钢中钛含量的影响.通过工艺优化,生产的GCr15轴承钢平均钛质量分数控制在0.004 5%.