GCr15轴承钢连铸方坯与电渣重熔铸锭的 原位统计分布分析

GCr15轴承钢作为高碳钢,其元素偏析尤其是碳元素的偏析对于钢的组织和性能有很大影响。实验应用原位统计分布分析技术对GCr15轴承钢连铸方坯整个横截面以及GCr15电渣锭的中心区域进行了对比分析,并重点研究了C和Cr元素的偏析情况以及试样表面的疏松情况。通过C和Cr元素含量二维等高图以及统计偏析度的对比分析可知,连铸方坯横截面的C和Cr元素都存在严重的中心偏析现象,同时在中心偏析区域外围观察到由于树枝晶搭桥而造成的环状、不连续的C元素负偏析带;GCr15电渣锭中心区域的C和Cr元素分布则较为均匀,即偏析现象得到明显改善。此外,电渣重熔前后试样表面的统计致密度和统计疏松度表明,电渣锭的致密程度要明显优于连铸方坯。     

电渣重熔过程冷却强度对含镁H13钢中碳化物的影响

研究电渣重熔过程冷却强度对含镁H13钢凝固组织和碳化物偏析的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等分析凝固组织及碳化物的特征.研究发现,钢锭的凝固组织均为马氏体组织、残余奥氏体及一次碳化物.H13钢电渣锭中主要析出的一次碳化物为V₈C₇、MC、M₂₃C₆及M₆C.随着冷却强度增加,电渣锭边部碳化物的尺寸减小且分布更加均匀,但是碳化物的类型不发生变化.电渣重熔过程中冷却强度增加促进钢中镁对夹杂物的变性能力,经过镁变性后生成的MgO·Al₂O₃为TiN的析出提供形核质点,MgO·Al₂O₃和TiN的复合夹杂物能够促进一次碳化物异质形核,从而细化一次碳化物.      

T型结晶器抽锭电渣重熔高速钢90 mm方锭新工艺

 晶界处碳化物严重影响高速工模具钢的红硬性和耐磨性能,电渣重熔工艺能够有效地改善钢锭中碳化物尺寸及分布。传统电渣重熔生产较小钢锭的截面尺寸约为[?]200 mm,减小钢锭截面尺寸和增大冷却速率将会进一步减轻碳化物的偏析程度,但将降低生产效率、提高生产成本。采用双极串联、T型结晶器、抽锭电渣重熔新工艺生产90 mm方锭,并与相同熔化速度传统电渣重熔生产[?]200 mm钢锭进行对比试验。对钢锭成分、低倍、夹杂物、显微组织进行检验分析结果表明,90 mm方钢锭中碳化物尺寸和分布明显优于[?]200 mm钢锭,碳化物在后序锻造或轧制过程中更容易被破碎。新工艺电耗也低于传统电渣重熔工艺。     

磁控电渣对1 t ESR锭GCr15轴承钢凝固组织及成分偏析的影响

对GCr15轴承钢在电渣过程中施加电磁搅拌,分析电磁搅拌对电渣铸锭凝固组织和化学成分的影响。结果表明,电磁搅拌可以显著改善电渣铸锭凝固过程传热条件,减少GCr15电渣锭网状碳化物的形成。同时,由于电磁搅拌的作用,电渣锭的C、Cr等主要元素成分偏析指数稳定控制在1.03以下。当搅拌电流为50 A至200 A,频率为6Hz时,电渣锭中心无网状碳化物形成,碳偏析指数为1.02。     

冶炼电流对电渣重熔军甲轴承钢硫化物的影响

本文介绍了电渣重熔军甲轴承钢改善硫化物评级的途径,简述了提高军甲轴承钢非金属夹杂物合格率的基本原理与结果,不同炉渣成分会得到不同的熔池深度,电渣重熔脱硫主要是电化学反应,在渣中增加石灰不能增大脱硫能力,Fe—S平衡液固相线范围宽是硫产生偏析的内因,熔池过深是形成硫化物严重偏析的外因,选择好炉渣条件,通过控制电流来控制渣池温度与熔池深度,加速冷却结晶,使硫化物和其它非金属夹杂物去除良好并在结晶组织中细小均匀分散,改善显微偏析,以便达到降低硫化物级别之目的。     

制备工艺对高氮轴承钢强韧性的影响

采用的高氮马氏体不锈轴承钢经非真空感应熔炼+电渣重熔双联工艺冶炼后,分别采用锻造成型、均匀化锻造和电渣重熔连续定向凝固+均匀化锻造3种工艺进行处理。对3种工艺下的碳化物和强韧性能进行了研究。结果表明,经锻造成型处理后,试验钢的抗拉强度达到2 056 MPa,屈服强度(Rp0.2)达到1 734 MPa,但冲击功仅有2J;经均匀化锻造后强度有所降低,但冲击功较前者提高了100%;经电渣重熔连续定向凝固+均匀化锻造后钢的强度较锻造成型时没有明显的变化,硬度由57.8 HRC升高至58.5 HRC,冲击功提高了200%。经过对夹杂物、原奥氏体晶粒和碳化物等组织进行分析后发现,这主要是由电渣重熔连续定向凝固提高了钢的纯净度和均匀化锻造使碳化物的分布更加弥散所致。     

GCr15轴承钢锭的均热炉加热工艺

轴承钢的碳化物不均匀分布对轴承钢质量有很大影响。这种不均匀性分布是由于钢锭的结晶偏析所造成，表现为液析碳化物、带状碳化物和轧后冷却过程中沿晶界重新析出的网状碳化物。对钢锭或钢坯进行高温扩散退火可以消除液析碳化物，改善带状碳化物。网状碳化物则可通过控轧。控冷及钢材的正火热处理予以改善。1钢锭均匀化加热Xi艺1．l加热温度锻轧加热温度愈高，钢的强度愈低，生产率愈高，但是温度过高，会发生过烧。GCr15钢的过烧温度为1350T。为消除液析碳化物，GCrls轴承钢锭加热温度应为1240－1250℃。由于钢锭的选择结晶缘故，钢锭…     

电渣重熔渣系对GCr15轴承钢洁净度的影响

针对目前在电渣重熔(ESR)GCr15轴承钢D类夹杂物超标问题,设计不同渣系,并分别借助Factsage软件和经验公式计算了渣系的熔化特性、黏度、电导率等物性参数,采用实验室渣金平衡实验及现场2.5 t电渣重熔实验分析得出：最优ESR渣系为55CaF₂-25Al₂O₃-15CaO-5MgO。使用新渣系平均全氧含量较传统渣系降低41.98%,并且能够降低电渣锭不同位置的全氧含量;对于1～5μm夹杂物个数较原始渣系下降了31.25%。通过渣系对夹杂物调控,改善了GCr15轴承钢中D类夹杂物,评级级别可达到0.5级,能够更好地“净化”电渣锭。     

超快冷技术在轴承钢网状碳化物控制上的应用

河钢宣钢针对轴承钢产品出现的网状碳化物问题,引进了穿水冷却工艺,并实施了GCr15轴承钢轧后快速冷却。通过优化冷却工艺,GCr15轴承钢Φ22～32 mm产品的网状级别≦2. 0级,小规格轴承钢网状碳化物均达到国家标准要求。     

700℃超超临界锅炉材料617B合金铸态组织及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔双联工艺生产的617B合金电渣锭进行组织分析、析出相和元素偏析情况研究.依据残余偏析指数模型通过Dictra热力学软件计算提出七种不同的均匀化制度,并结合均匀化后的组织分析和热模拟压缩试验,确定了617B合金的最终均匀化制度.结果表明:经双联工艺生产的617B合金电渣锭中存在枝晶和元素偏析,其中Mo和Ti是主要的偏析元素;电渣锭组织的晶内存在较多的块状碳化物,表现为多种碳化物共生生长.经过1210℃保温48h均匀化处理后,枝晶和元素偏析基本消除,晶内的块状碳化物部分溶解,且均匀化后的合金表现出良好的塑性.      

Control of Carbide Precipitation During Electroslag Remelting-Continuous Rapid Solidification of GCr15 Steel

The effect of the electroslag remelting-continuous rapid solidification (ESR-CRS) process on element segregation and carbide precipitation in GCr15 bearing steel was investigated. The results showed that a microstructure with fewer primary carbides and less segregation can be achieved via the ESR-CRS process. In the specimen subjected to ESR, the morphology of primary carbide changed from angular to lumplike. After the ESR-CRS process, the dimension of primary carbide and the mass fraction of Cr in primary carbide decreased. With the increase of cooling intensity during the ESR-CRS process, the microstructure of ESR ingot became more refined and uniform and the size of large primary carbides in ESR ingot gradually decreased. Suppressing the formation of grain boundary cementite and primary carbide during ESR of GCr15 steel is beneficial to inhibiting the presence of large secondary carbide formation after annealing. With the increase of cooling intensity, the mass fraction of carbides in ESR ingot decreased and the mass fraction of Cr in carbides increased, whereas the types of carbides did not change; all the M₃C, M₃C₂, and M₇C₃ exist before and after ESR-CRS. Al₂O₃ inclusions promoted the formation of Ti(N,C) by serving as preferred heterogeneous nucleation sites, whereas the formation of Ti(N,C) was suppressed through the refinement of Al₂O₃ inclusions by increasing the cooling intensity.     

Experimental investigation on solidification of GCr15 bearing steel by the simulated continuous casting

ABSTRACT

An experimental apparatus for simulation of continuous casting process of GCr15 bearing steel billet is established. With the apparatus, the billets of diameter 140?mm are casted in various superheats and cooling conditions. The solidification macrostructure, dendrite morphology, segregation and carbide are investigated. It is shown that melting superheats and cooling conditions remarkably influence the microstructure and solute segregation. It is found that the secondary dendrite arm spacing of the steel increases with the increase of the superheat temperature, and with decrease of the cooling rate. Lower superheat with higher cooling rate promotes the refining of the microstructure. Refining equiaxed grains structure in the centre of the billet leads to lower segregation of carbon. Furthermore, with increasing cooling rates, the spacing of the pearlite laminar is refined and the precipitation of proeutectic carbides is suppressed.     

GCr15轴承钢碳化物高温扩散的研究

由于轴承钢的碳含量较高,在钢液凝固过程中易形成较大的碳偏析,且在后期的加热、轧制过程中难以有效消除。研究了240 mm×240 mm GCr15轴承钢大方坯碳化物析出形态、金相组织随不同加热工艺制度的变化,通过理论推算了GCr15轴承钢的高温扩散系数,确定了最佳加热的工艺。     

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。     

提高GCr15轴承钢线材预精轧温度的研究

 通过提高GCr15轴承钢φ10mm线材预精轧温度的工业试验,得到了网状碳化物少的细片状珠光体组织,利用实验室热模拟的方法对工业试验现象做了进一步分析。结果表明：当预精轧温度为944℃时,试验钢网状碳化物的析出时刻全部处于快速冷却阶段,球化退火后渗碳体颗粒均匀细小,网状级别可降低至1.5级,布氏硬度为202.72,强韧性能均较高,满足GB/T18254－2002《高碳铬轴承钢》和实际生产对GCr15轴承钢退火材的要求。     

GCr15轴承钢连铸冷却速率下凝固原位观察

GCr15轴承钢在连铸凝固过程中的组织生长与溶质偏析是碳化物液析的重要诱因,成为产品质量提升的关键.为此,针对国内某钢厂240 mm×240 mm GCr15轴承钢的连铸过程,选取方坯表面下方40、80和120 mm位置处的坯样为研究对象,首先建立二维凝固传热模型,结合红外测温试验,求解它们在糊状区的平均冷却速率,然后...     

采用220mm^2连铸机生产高碳铬轴承钢的连铸工艺研究

在用220mm^2的连铸机连铸GCr15轴承钢方坯的基础工艺上,通过调整连铸时钢水过热度、拉速、二冷配水、电磁搅拌的参数来减少连铸轴承钢大方坯的中心碳偏析及中心疏松等低倍组织缺陷,从而提高GCr15轴承钢方坯的质量。     

G8Cr15轴承钢的工业化应用分析

降低高碳铬轴承钢中的网状、带状碳化物等不利因素,有利于提高轴承钢的综合性能。G8Cr15是新纳入到国家标准中的轴承钢,通过系列试验,对比传统GCr15轴承钢和新的G8Cr15轴承钢的各项性能。结果表明,与GCr15轴承钢相比,G8Cr15轴承钢生成网状碳化物和带状碳化物的能力极低,同时具有更高的淬透性、良好的冲击性能和耐磨性。经工业生产验证,G8Cr15可替代GCr15用于生产轴承零件,且不易产生网状碳化物。