轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
通过实验发现, 钢中 Al、Ca 和 M g 含量对 D 类 夹杂物的影响比较重要, 因此控制 D 类夹杂, 要从 控制钢中 Al、Ca 和 Mg 含量入手. 研究表明, 随着 钢中 Al 含 量的增加, Mg 含量增加, 并且在高 碱度 渣( w ( CaO) / w ( SiO2) \3) 条件下, 钢中 Mg 含量增 加的趋势更加明显, 从而导致轴承钢中 M gO#Al2O3 形成的可能 性提高. 同样, 随着钢中 酸溶 Al 的 增 加, Ca 含量也增加, 尤其是在高碱度条件下影响更 加显著, 在钢中低 M g 的情况下, 就会 生成球状 的 x CaO#y A l2O 3 夹杂物.
渣中各成分中, CaF2 对夹杂物的形成作用也比 较大. 无论在铝含量高或者低的时候, 加入 CaF 2 都 生成 了 许多 MgO #Al2O3 夹 杂; 这 有 可 能是 CaF2 能侵蚀炉 衬, 使 M gO 入 钢 液 中, 从 而 有 利 于 M gO#A l2O3夹杂的生成, 如图 7 所示.
图 5 低 Al 钢中 Al 2O3 夹杂 Fig. 5 Al2O3 incl usi ons in low-Al steel
图 7 加 CaF2 钢中 MgO#Al2O3 夹杂 Fig. 7 MgO#Al2O3 incl usions in steel with CaF2
渣中 M gO 成分对钢中 M gO#A l2O 3 夹杂的生成 影响比较小. 在渣系中 MgO 含量最高的钢中, 由于 酸溶 A l 不高, 其中没有发现 MgO#Al2O3 和 MgO 夹 杂; 而在渣中 M gO 含量并不高的钢中, 由于酸溶 Al 比较高, 能发 现很 多的 Mg O #A l2O 3 和 MgO 夹杂 生成. 21213 [ Ca] 含量的影响
# 772 #
北京科技大学学报
第 29 卷
图 2 独立 MgO#Al 2O3 夹杂物 Fig. 2 Pure MgO#Al2O3 inclusions
图 3 ( Ca, Mg, Al) xOy 复合态夹杂物 Fi g. 3 ( Ca, Mg, Al ) xOy compli cated incl usi ons
10% , w ( SiO2) = 8% ~ 12% , w ( CaF 2) = 0~ 15% . 实验用轧制好的 <45 mm 轴承钢, 每炉约 7 kg,
配渣约 500 g, 将钢样和渣一起在中频感应炉中熔化 后, 加入适当的合金, 取渣样, 测温, 然后将钢水浇注 成小钢锭, 成型后在空气中冷却, 对取得的渣样和钢 样进行成分分析( 钢样主要分析了酸溶 Al、全 Ca、全 Mg ) , 并制备钢样进行宏微观组织观察和扫描电镜 观察[ 9] . 212 实验结果与讨论 21211 [ Al] 含量的影响
1 轴承钢中夹杂物形貌
取国内某特钢厂生产的 GCr15 连铸 180 mm @ 180 mm 小方坯以及轧制后的 <45 mm 棒材, 制备成 电镜样, 采用 SEM 观察 D 类夹杂物的形态、大小和 分布, 并利用能谱 分析定性鉴定, 发现 D 类 夹杂大 致可分为几种: 独立钙铝酸盐夹杂物( 如图 1 所示) ,
图 6 高 Al 钢中 MgO 夹杂 Fig. 6 MgO i nclusions i n hi gh-Al steel
Al 的加入量对夹杂物有很大的影响, 控制着夹 杂物性质的变化: 当钢中 Al 比较低时( 质量分数为 0101% 左右) , 能找到许多 Al2O3 夹杂; 当 A l 比较高 时( 011% ~ 014% ) , Al 能够 和 MgO 炉 衬反 应, 置 换出其中 的 Mg 进 入 钢 液, 钢 液 凝 固 后 就 形 成 M gO#A l2O3和 MgO 夹杂; 同时钢中过高的 Mg 含量 抑制了 x CaO#y A l2O 3 的生成. 21212 渣中 CaF2 和 MgO 的影响
收稿日期: 2007-03-01 修回日期: 2007-05-25 作者简介: 缪新德( 1964 ) ) , 男, 高级工程师, 博士研究生
独立 M gO#A l2O 3 夹 杂物( 如图 2 所示) , ( Ca, Mg, Al) xO y 复合态夹杂物( 如图 3 所示) , 外面包有硫化 物的复合夹杂物( 如图 4 所示) .
2 实验室研究
211 实验方法 本实验选用某特殊钢厂生产的轴承钢轧制样,
设计了不同成分的炉渣, 在 10 kg 感应炉中 进行熔 炼, 探索轴 承钢中 D 类夹杂 物形 成规律 及影响 条 件, 重点考虑炉钢中 Al、Ca、Mg 含量对轴承钢中夹 杂物的影响, Al 含量以金属纯铝加入钢液的形式调 整, Ca 含量以添加硅钙合金来控制, Mg 含量则是冶 炼过程中主要由于 Al 还原 MgO 炉衬进入钢液而变 化. 实验的炉渣成分设计范围为: w ( CaO) = 50% ~ 60% , w ( A l2O3) = 25% ~ 35% , w ( M gO ) = 5% ~
未经钙处理的钢中, Al 的质量分数为 0101% 左 右, Mg 的质量分数在 01000 5% 左右, Ca 的质量分 数为 010005% 以下; 经电镜观察, 发现了许多 A l2O 3 单独存在, 如图 8 所示. 进行微量钙处理后, 钢样 Al 的质量分数在 0101% ~ 0108% 左右, M g 的质量分 数在 01000 5% 以下, Ca 的质量分数在 01001 8% ~ 01003 7% ; 发 现 钢 中 只 存 在 大 量 规 则 的 球 形 x CaO#y Al2O3, 如图 9 所示.
图 8 非钙处理钢中 Al2O3 夹杂 Fig. 8 Al2O3 i nclusions in non-calci um treatment steel
图 9 钙处理钢中 x CaO#y Al2O3 夹杂 Fi g. 9 xCaO# yAl2O3 inclusions in cal cium treatment steel
lg[ % Ca] / [ % Mg ] =
lgN - CaO#Al2O3 lgN + MgO#Al2O3 0157
( 2)
式中, N CaO#Al O 和 N MgO#Al O 为 组 元 CaO #A l2O3、
23
23
M gO#A l2O3 的作用浓度[ 3] .
可见: 在高碱度条件下, 钙铝酸盐与MgO#Al2O3
轴承钢中夹杂物控制是冶金科研工作者非常关 心的问题, 目前常用检验标准中把钢中夹杂物分为 A( 硫化物) 、B( 氧化铝) 、C( 硅酸盐) 和 D( 球状不变 形夹杂物) , 各类夹杂对轴承寿命的危害性按大小可 以排成 D y B y C yA 的次序. 对夹杂物形态来说, 球状不变形夹杂对轴承寿命危害极大, 钙铝酸盐夹 杂物是其中的主要类型之一, 夹杂的尺寸对轴承疲 劳极限的影响极为明显, 尺寸愈大, 疲劳寿命愈短.
# 774 #
北京科技大学学报
第 29 卷
钙对夹杂物变性作用非常明显. 高 Ca 含量的 轴承钢, 其夹杂物都变性为球形钙铝酸盐夹杂, 没有 生成 MgO #A l2O 3, 这说明 M g、Ca 有一定的 牵制作 用; 当 M g 占优势的时候, 能大量生成 MgO #A l2O3, 反之则大量生成钙铝酸盐夹杂.
钢样的分析结果表明, 不加铝的钢样微量成分 与初始样 比较, 变 化 都不 太 大, Al 的 质量 分 数为
第8期
缪新德等: 轴承钢 中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制
# 773 #
0101% 左右, Mg 的质量 分数在 01000 5% 左右, Ca 的质量分数为01000 5% 以下; 加铝后由于加铝量的 不同, Al 的质量分数 为 011% ~ 014% , M g 的 质量 分数 为 01004 2 ~ 01005 7% , Ca 的 质 量 分 数 为 01000 5% 左右. 从电镜扫描结果发现, 感应炉重熔 但没有加 Al 的钢样中夹杂物的类型与实际生产情 况比较相似, 其中发现了许多 Al2O3 夹杂, 如图 5 所 示; 加 Al 熔 炼的钢中 Al 明 显升高, 都在 011% ~ 014% , 在钢中却没有找到单独 A l2O 3 夹杂, 而找到 一些 MgO#Al2O3 夹杂, 并发现有大量的 MgO 夹杂 存在, 如 图 6 所示; 在这 些 钢中 都没 有 找到 钙 铝 酸盐.
第 29 卷 第 8 期 2007 年 8 月
北 京科 技大 学学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing
Vol. 29 No. 8 Aug. 2007
轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制
缪新德1, 2) 于春梅1) 石超民1) 杜建峰1, 2) 朱惠刚1, 2) 成国光1)
缪新德1964男高级工程师博士研究生轴承钢中夹杂物控制是冶金科研工作者非常关心的问题目前常用检验标准中把钢中夹杂物分为球状不变形夹杂物各类夹杂对轴承寿命的危害性按大小可以排成对夹杂物形态来说球状不变形夹杂对轴承寿命危害极大钙铝酸盐夹杂物是其中的主要类型之一夹杂的尺寸对轴承疲劳极限的影响极为明显尺寸愈大疲劳寿命愈短文献指出钙铝酸盐夹杂物的生成自由焓变化钢温度下都是负值在高碱度精炼渣生产的轴承钢中总能找到钙铝酸盐和镁铝尖晶石夹杂控制含量对控制钙铝酸盐夹杂物的形成和成分转变有重要意义类夹杂物析出形貌尺寸及分布情况进行了观察从理论上分析了轴承钢生产过程中钙铝酸盐的生成可能性计算了钢中酸溶铝含量对钢中钙镁含量的影响并在实验室和工厂试验里考察了各影响因素对钙铝酸盐生成可能性的影响轴承钢中夹杂物形貌取国内某特钢厂生产的gcr15180mm180mm小方坯以及轧制后的45mm棒材制备成电镜样采用sem观察类夹杂物的形态大小和分布并利用能谱分析定性鉴定发现类夹杂大致可分为几种
实验还表明, 钙铝酸盐与 Mg O#A l2O3 的生成有 一定的相关联系, 根据反应:
[ Ca] + M gO#A l2O 3( s) = CaO#Al2O3( s) + [ M g] ,
$G Ô) = 438 07- 53133T J#mol- 1 ( 1) 据炉渣结构的共存理论[ 2] 和热力学平衡, 推导 了炉渣成分对轴承钢中 Ca、Mg 含量影响的理论模 型, 得出 1 773 K 时:
图 1 独立钙铝酸盐夹杂物 Fig. 1 Pure calci um-aluminate inclusions
在扫描观察中, 单独存在的钙铝酸盐以及复合 态夹杂物比较少, 而镁铝尖晶石相对较多. 通过以 上分析表明: 轴承钢中 D 类夹杂物存在的形貌较为 复杂, 必须区分不同夹杂物性质, 进而摸清其生成规 律. 有关轴承钢中镁铝尖晶石的形成行为已经进行 了较为深入的研究[ 5- 8] , 本文的重点是钙铝酸盐形 成机理和控制研究.
1) 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 2) 兴澄特殊钢公司, 江阴 214429
摘 要 研究了轴承钢生产中各因素对钢中 D 类夹杂物形成的影响. 对国内某特殊钢厂轴承钢中夹杂物进行了检验分析, 发 现钢中 D 类夹杂物存在多种形式; 通过感应 炉重熔 实验, 发现钢 中 Al 含量 对夹杂 物的影 响很 大, Al 过 量, 在 M gO 炉 衬条 件 下, 会大量生成 M gO#Al2 O3 ; 当钢中 Ca 含量较高时, 夹 杂物全部变性为球状钙铝酸盐. 研究表明, 控制钢水中 Ca、M g 和 Al 成 分, 是控制 D 类夹杂的重要手段. 通过工厂试验证明, 特定炉渣改性和成分优化对 D 类夹杂物有一定的改善作用.பைடு நூலகம்关键词 轴承钢; 夹杂物; 钙铝酸盐; 碱度 分类号 T F 70315
关于轴承钢中钙铝酸盐的研究报道不少. 文献 指出, 钙铝酸盐夹杂物的生成自由焓变化( $G ) 在炼 钢温度下都是负值, 在高碱度精炼渣生产的轴承钢 中, 总 能找 到 钙铝 酸 盐和 镁 铝尖 晶石 夹 杂, 控 制 [ Ca] 、[ O] 含量, 对控制钙铝酸盐夹杂物的形成和成 分转变有重要意义[ 1- 2] . 本文对国内某厂轴承钢中 D 类夹杂物析出形貌、尺寸及分布情况进行了观察, 从理论上分析了轴承钢生产过程中钙铝酸盐的生成 可能性, 计算了钢中酸溶铝含量对钢中钙镁含量的 影响[ 3- 4] , 并在实验室和工厂试验里考察了 各影响 因素对钙铝酸盐生成可能性的影响.
图 4 外面包有硫化物复合球形夹杂物. ( a) 夹杂物形貌; ( b) 中心部分能谱; ( c) 外围部分能谱 Fig. 4 Complicated globul ar incl usions enclosed by sulphides: ( a) appearance of inclusions; ( b) energy spectrum of the center; ( c) energy spectrum of the periphery
渣中各成分中, CaF2 对夹杂物的形成作用也比 较大. 无论在铝含量高或者低的时候, 加入 CaF 2 都 生成 了 许多 MgO #Al2O3 夹 杂; 这 有 可 能是 CaF2 能侵蚀炉 衬, 使 M gO 入 钢 液 中, 从 而 有 利 于 M gO#A l2O3夹杂的生成, 如图 7 所示.
图 5 低 Al 钢中 Al 2O3 夹杂 Fig. 5 Al2O3 incl usi ons in low-Al steel
图 7 加 CaF2 钢中 MgO#Al2O3 夹杂 Fig. 7 MgO#Al2O3 incl usions in steel with CaF2
渣中 M gO 成分对钢中 M gO#A l2O 3 夹杂的生成 影响比较小. 在渣系中 MgO 含量最高的钢中, 由于 酸溶 A l 不高, 其中没有发现 MgO#Al2O3 和 MgO 夹 杂; 而在渣中 M gO 含量并不高的钢中, 由于酸溶 Al 比较高, 能发 现很 多的 Mg O #A l2O 3 和 MgO 夹杂 生成. 21213 [ Ca] 含量的影响
# 772 #
北京科技大学学报
第 29 卷
图 2 独立 MgO#Al 2O3 夹杂物 Fig. 2 Pure MgO#Al2O3 inclusions
图 3 ( Ca, Mg, Al) xOy 复合态夹杂物 Fi g. 3 ( Ca, Mg, Al ) xOy compli cated incl usi ons
10% , w ( SiO2) = 8% ~ 12% , w ( CaF 2) = 0~ 15% . 实验用轧制好的 <45 mm 轴承钢, 每炉约 7 kg,
配渣约 500 g, 将钢样和渣一起在中频感应炉中熔化 后, 加入适当的合金, 取渣样, 测温, 然后将钢水浇注 成小钢锭, 成型后在空气中冷却, 对取得的渣样和钢 样进行成分分析( 钢样主要分析了酸溶 Al、全 Ca、全 Mg ) , 并制备钢样进行宏微观组织观察和扫描电镜 观察[ 9] . 212 实验结果与讨论 21211 [ Al] 含量的影响
1 轴承钢中夹杂物形貌
取国内某特钢厂生产的 GCr15 连铸 180 mm @ 180 mm 小方坯以及轧制后的 <45 mm 棒材, 制备成 电镜样, 采用 SEM 观察 D 类夹杂物的形态、大小和 分布, 并利用能谱 分析定性鉴定, 发现 D 类 夹杂大 致可分为几种: 独立钙铝酸盐夹杂物( 如图 1 所示) ,
图 6 高 Al 钢中 MgO 夹杂 Fig. 6 MgO i nclusions i n hi gh-Al steel
Al 的加入量对夹杂物有很大的影响, 控制着夹 杂物性质的变化: 当钢中 Al 比较低时( 质量分数为 0101% 左右) , 能找到许多 Al2O3 夹杂; 当 A l 比较高 时( 011% ~ 014% ) , Al 能够 和 MgO 炉 衬反 应, 置 换出其中 的 Mg 进 入 钢 液, 钢 液 凝 固 后 就 形 成 M gO#A l2O3和 MgO 夹杂; 同时钢中过高的 Mg 含量 抑制了 x CaO#y A l2O 3 的生成. 21212 渣中 CaF2 和 MgO 的影响
收稿日期: 2007-03-01 修回日期: 2007-05-25 作者简介: 缪新德( 1964 ) ) , 男, 高级工程师, 博士研究生
独立 M gO#A l2O 3 夹 杂物( 如图 2 所示) , ( Ca, Mg, Al) xO y 复合态夹杂物( 如图 3 所示) , 外面包有硫化 物的复合夹杂物( 如图 4 所示) .
2 实验室研究
211 实验方法 本实验选用某特殊钢厂生产的轴承钢轧制样,
设计了不同成分的炉渣, 在 10 kg 感应炉中 进行熔 炼, 探索轴 承钢中 D 类夹杂 物形 成规律 及影响 条 件, 重点考虑炉钢中 Al、Ca、Mg 含量对轴承钢中夹 杂物的影响, Al 含量以金属纯铝加入钢液的形式调 整, Ca 含量以添加硅钙合金来控制, Mg 含量则是冶 炼过程中主要由于 Al 还原 MgO 炉衬进入钢液而变 化. 实验的炉渣成分设计范围为: w ( CaO) = 50% ~ 60% , w ( A l2O3) = 25% ~ 35% , w ( M gO ) = 5% ~
未经钙处理的钢中, Al 的质量分数为 0101% 左 右, Mg 的质量分数在 01000 5% 左右, Ca 的质量分 数为 010005% 以下; 经电镜观察, 发现了许多 A l2O 3 单独存在, 如图 8 所示. 进行微量钙处理后, 钢样 Al 的质量分数在 0101% ~ 0108% 左右, M g 的质量分 数在 01000 5% 以下, Ca 的质量分数在 01001 8% ~ 01003 7% ; 发 现 钢 中 只 存 在 大 量 规 则 的 球 形 x CaO#y Al2O3, 如图 9 所示.
图 8 非钙处理钢中 Al2O3 夹杂 Fig. 8 Al2O3 i nclusions in non-calci um treatment steel
图 9 钙处理钢中 x CaO#y Al2O3 夹杂 Fi g. 9 xCaO# yAl2O3 inclusions in cal cium treatment steel
lg[ % Ca] / [ % Mg ] =
lgN - CaO#Al2O3 lgN + MgO#Al2O3 0157
( 2)
式中, N CaO#Al O 和 N MgO#Al O 为 组 元 CaO #A l2O3、
23
23
M gO#A l2O3 的作用浓度[ 3] .
可见: 在高碱度条件下, 钙铝酸盐与MgO#Al2O3
轴承钢中夹杂物控制是冶金科研工作者非常关 心的问题, 目前常用检验标准中把钢中夹杂物分为 A( 硫化物) 、B( 氧化铝) 、C( 硅酸盐) 和 D( 球状不变 形夹杂物) , 各类夹杂对轴承寿命的危害性按大小可 以排成 D y B y C yA 的次序. 对夹杂物形态来说, 球状不变形夹杂对轴承寿命危害极大, 钙铝酸盐夹 杂物是其中的主要类型之一, 夹杂的尺寸对轴承疲 劳极限的影响极为明显, 尺寸愈大, 疲劳寿命愈短.
# 774 #
北京科技大学学报
第 29 卷
钙对夹杂物变性作用非常明显. 高 Ca 含量的 轴承钢, 其夹杂物都变性为球形钙铝酸盐夹杂, 没有 生成 MgO #A l2O 3, 这说明 M g、Ca 有一定的 牵制作 用; 当 M g 占优势的时候, 能大量生成 MgO #A l2O3, 反之则大量生成钙铝酸盐夹杂.
钢样的分析结果表明, 不加铝的钢样微量成分 与初始样 比较, 变 化 都不 太 大, Al 的 质量 分 数为
第8期
缪新德等: 轴承钢 中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制
# 773 #
0101% 左右, Mg 的质量 分数在 01000 5% 左右, Ca 的质量分数为01000 5% 以下; 加铝后由于加铝量的 不同, Al 的质量分数 为 011% ~ 014% , M g 的 质量 分数 为 01004 2 ~ 01005 7% , Ca 的 质 量 分 数 为 01000 5% 左右. 从电镜扫描结果发现, 感应炉重熔 但没有加 Al 的钢样中夹杂物的类型与实际生产情 况比较相似, 其中发现了许多 Al2O3 夹杂, 如图 5 所 示; 加 Al 熔 炼的钢中 Al 明 显升高, 都在 011% ~ 014% , 在钢中却没有找到单独 A l2O 3 夹杂, 而找到 一些 MgO#Al2O3 夹杂, 并发现有大量的 MgO 夹杂 存在, 如 图 6 所示; 在这 些 钢中 都没 有 找到 钙 铝 酸盐.
第 29 卷 第 8 期 2007 年 8 月
北 京科 技大 学学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing
Vol. 29 No. 8 Aug. 2007
轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制
缪新德1, 2) 于春梅1) 石超民1) 杜建峰1, 2) 朱惠刚1, 2) 成国光1)
缪新德1964男高级工程师博士研究生轴承钢中夹杂物控制是冶金科研工作者非常关心的问题目前常用检验标准中把钢中夹杂物分为球状不变形夹杂物各类夹杂对轴承寿命的危害性按大小可以排成对夹杂物形态来说球状不变形夹杂对轴承寿命危害极大钙铝酸盐夹杂物是其中的主要类型之一夹杂的尺寸对轴承疲劳极限的影响极为明显尺寸愈大疲劳寿命愈短文献指出钙铝酸盐夹杂物的生成自由焓变化钢温度下都是负值在高碱度精炼渣生产的轴承钢中总能找到钙铝酸盐和镁铝尖晶石夹杂控制含量对控制钙铝酸盐夹杂物的形成和成分转变有重要意义类夹杂物析出形貌尺寸及分布情况进行了观察从理论上分析了轴承钢生产过程中钙铝酸盐的生成可能性计算了钢中酸溶铝含量对钢中钙镁含量的影响并在实验室和工厂试验里考察了各影响因素对钙铝酸盐生成可能性的影响轴承钢中夹杂物形貌取国内某特钢厂生产的gcr15180mm180mm小方坯以及轧制后的45mm棒材制备成电镜样采用sem观察类夹杂物的形态大小和分布并利用能谱分析定性鉴定发现类夹杂大致可分为几种
实验还表明, 钙铝酸盐与 Mg O#A l2O3 的生成有 一定的相关联系, 根据反应:
[ Ca] + M gO#A l2O 3( s) = CaO#Al2O3( s) + [ M g] ,
$G Ô) = 438 07- 53133T J#mol- 1 ( 1) 据炉渣结构的共存理论[ 2] 和热力学平衡, 推导 了炉渣成分对轴承钢中 Ca、Mg 含量影响的理论模 型, 得出 1 773 K 时:
图 1 独立钙铝酸盐夹杂物 Fig. 1 Pure calci um-aluminate inclusions
在扫描观察中, 单独存在的钙铝酸盐以及复合 态夹杂物比较少, 而镁铝尖晶石相对较多. 通过以 上分析表明: 轴承钢中 D 类夹杂物存在的形貌较为 复杂, 必须区分不同夹杂物性质, 进而摸清其生成规 律. 有关轴承钢中镁铝尖晶石的形成行为已经进行 了较为深入的研究[ 5- 8] , 本文的重点是钙铝酸盐形 成机理和控制研究.
1) 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 2) 兴澄特殊钢公司, 江阴 214429
摘 要 研究了轴承钢生产中各因素对钢中 D 类夹杂物形成的影响. 对国内某特殊钢厂轴承钢中夹杂物进行了检验分析, 发 现钢中 D 类夹杂物存在多种形式; 通过感应 炉重熔 实验, 发现钢 中 Al 含量 对夹杂 物的影 响很 大, Al 过 量, 在 M gO 炉 衬条 件 下, 会大量生成 M gO#Al2 O3 ; 当钢中 Ca 含量较高时, 夹 杂物全部变性为球状钙铝酸盐. 研究表明, 控制钢水中 Ca、M g 和 Al 成 分, 是控制 D 类夹杂的重要手段. 通过工厂试验证明, 特定炉渣改性和成分优化对 D 类夹杂物有一定的改善作用.பைடு நூலகம்关键词 轴承钢; 夹杂物; 钙铝酸盐; 碱度 分类号 T F 70315
关于轴承钢中钙铝酸盐的研究报道不少. 文献 指出, 钙铝酸盐夹杂物的生成自由焓变化( $G ) 在炼 钢温度下都是负值, 在高碱度精炼渣生产的轴承钢 中, 总 能找 到 钙铝 酸 盐和 镁 铝尖 晶石 夹 杂, 控 制 [ Ca] 、[ O] 含量, 对控制钙铝酸盐夹杂物的形成和成 分转变有重要意义[ 1- 2] . 本文对国内某厂轴承钢中 D 类夹杂物析出形貌、尺寸及分布情况进行了观察, 从理论上分析了轴承钢生产过程中钙铝酸盐的生成 可能性, 计算了钢中酸溶铝含量对钢中钙镁含量的 影响[ 3- 4] , 并在实验室和工厂试验里考察了 各影响 因素对钙铝酸盐生成可能性的影响.
图 4 外面包有硫化物复合球形夹杂物. ( a) 夹杂物形貌; ( b) 中心部分能谱; ( c) 外围部分能谱 Fig. 4 Complicated globul ar incl usions enclosed by sulphides: ( a) appearance of inclusions; ( b) energy spectrum of the center; ( c) energy spectrum of the periphery