La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理

为了探究稀土La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果,采用了公称容量为1 kg的高温管式炉,冶炼了6炉不同La-Ce含量的GCr15轴承钢钢锭,借助光学显微镜、扫描电镜等表征手段,并结合Fact Sage热力学软件对不同La-Ce含量的GCr15钢中夹杂物的转化规律进行研究。结果表明,未添加La-Ce的GCr15轴承钢中典型夹杂物为不规则状的Al_(2)O_(3)和MnS,La-Ce的添加会将其改质为类型较为复杂的稀土夹杂物,随着La-Ce含量的提高,1600℃下钢中夹杂物的转化规律为Al_(2)O_(3)→REAl O_(3)→RE_(2)O_(3)→RE_(2)O_(2)S→RE_(2)O_(2)S+RE_(x)S^(y)(RE为La-Ce)。当La-Ce含量为96×10^(-6)时,Al_(2)O_(3)和Mn S均被改质为球状的RE_(2)O_(2)S·RE_(x)S^(y)复合稀土夹杂物,钢中夹杂物的数量处于较低水平且夹杂物的整体形貌控制较好。

稀土处理对含铝中锰钢中夹杂物的调控机理

铝脱氧中锰钢精炼过程中易形成尖晶石类夹杂物,这类硬质夹杂物会恶化中锰钢的疲劳性能,易导致钢材功能失效引发事故。采用稀土Ce处理对中锰钢中尖晶石类硬质夹杂物进行改质处理。为了阐明夹杂物的改质机理,开展了高温模拟实验。实验结果表明,Ce处理后,尖晶石夹杂物转变为稀土夹杂物,且随着TO含量的降低,稀土夹杂物类型为CeAlO_(3)→CeAlO_(3)+Ce_(2)O_(2)S→Ce_(2)O_(2)S。铈对尖晶石夹杂物的变质机理为:铈添加到钢中后,尖晶石夹杂物中镁和铝不断被铈替代(含锰尖晶石夹杂物中锰优先被置换),尖晶石结构遭到破坏,从而形成CeAlO_(3)。当钢中氧含量低,相对硫含量较高时,钢中硫将参与置换反应,置换出夹杂物中的氧,因此尖晶石夹杂物和CeAlO_(3)夹杂物最终转变为Ce_(2)O_(2)S。最后通过热力学模型计算得出,将钢中尖晶石夹杂物完全改质为稀土夹杂物的最低铈含量与钢中氧含量呈线性关系,当钢中铈质量分数为氧质量分数的3倍时,即可控制钢中夹杂物为CeAlO_(3)。

GCr18Mo轴承钢的镁处理改质效果研究

研究了镁处理对铝镇静GCr18Mo轴承钢中夹杂物的改质效果,并建立了改质热力学与动力学模型。试验结果表明:在1 873 K温度下,采用Al-Mg复合脱氧可将原始钢中的氧含量从120μg/g降低至4.7～17.2μg/g。控制钢液中溶解铝的质量分数在0.03%～0.3%范围内,并提高镁铝加入质量比从1.8→2.2→2.6时,钢中氧活度逐渐降低,单位面积的夹杂物数量明显减少,主要类型由较大尺寸的团簇Al2O3夹杂改质成为细小且弥散分布的MgO·Al2O3尖晶石与球状MgO夹杂。