Carbon Segregation of Bearing Steel Concasting Billet

The formation mechanism of 'white band' and central carbon segregation of high-carbon Cr bearing steel concasting billets are discussed in this paper. The maximum oxygen content in the steel produced by concasting process was 13xl0^-6 with an average oxygen content of 9.3xl0^-6. Comparison of metallurgical quality and fatigue property between the concasting steel (CC) and ingot casting steel (IC) showed that the carbon segregation (C/C0) in former steel was 0.92～1.10 and its fatigue life was equal to that of the latter steel.

不同热处理方式对白色组织剥落的影响

研究了马氏体淬火、贝氏体淬火、碳氮共渗、渗碳4种不同热处理方式对白色组织剥落的影响,使用10%硫氰酸铵溶液对试样预充氢处理后进行疲劳试验,结果表明:试样中氢含量大于1.5×10^(-6)时,随氢含量的增加,试样发生剥落的时间相差不多;氢含量小于1.5×10^(-6)时,随氢含量的减少,发生剥落的时间增加;小于1.0×10^(-6)时,氢会失去促进白色组织剥落的作用;马氏体淬火未充氢与充氢试样的L_(10)寿命比为1:0.46,马氏体淬火、贝氏体淬火、碳氮共渗、渗碳充氢试样的L_(10)寿命比为1:1.19:2.17:5.76;渗碳热处理能够有效改善钢材白色组织剥落问题。

高碳铬轴承钢的旋转弯曲疲劳性能

采用简支梁旋转弯曲疲劳试验机对SUJ2S1高碳铬轴承钢进行旋转弯曲疲劳性能测试,绘制了材料的疲劳极限升降图、疲劳强度-疲劳寿命曲线和存活率-疲劳强度-疲劳寿命曲线。采用场发射电子显微镜对材料发生疲劳断裂的原因进行分析。结果表明:高碳铬轴承钢的疲劳极限为458 MPa,存活率为90%时的疲劳极限为300 MPa;试验钢表面存在机械加工缺陷和Al_(2)O_(3)夹杂物,最终导致材料发生疲劳断裂现象。

轴承钢连铸坯碳偏析的形成机理及影响因素

对高碳铬轴承钢连铸坯白亮带和中心碳偏析的形成机理及其影响因素进行了系统的分析研究，提出了改善偏析的措施．同时进行了连铸钢与模铸钢内在质量和疲劳性能的对比试验．结果表明，连铸轴承钢坯存在轻微的碳偏析（Wc/Wco=0.92～1.10），其材质的疲劳寿命达到了模铸钢的水平．

电弧炉(EBT)-钢包炉(VD)-连铸生产轴承钢的工艺和质量

进行了60tUFPDCEAF（EBT）-60tLF＋VD熔炼的轴承钢连铸坯和模铸钢冶金质量和疲劳性能的对比试验。连铸工艺生产的轴承钢最高氧含量为13×10(-6)，平均氧含量为9．3×10(-6)。铸坯中心负碳偏析小于0．08％，材质寿命与模铸钢相当。

连铸和模铸轴承钢的冶金质量及接触疲劳寿命

连铸和模铸轴承钢的低倍组织相似 ;连铸轴承钢的纯洁度优于模铸轴承钢 ;连铸工艺生产的Φ35mm和Φ5 0mm轴承钢材的接触疲劳寿命L10 分别是相同规格的模铸材的 1 .30倍以上和 1 .87倍以上。

类金刚石薄膜对轴承钢表面机械性能和滚动接触疲劳寿命的影响

使用等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D)技术在轴承钢基体表面合成类金刚石(DLC)薄膜,研究了薄膜的结构和性能.结果表明,所制备的DLC薄膜主要是由金刚石键(sp^3)和石墨键(sp^2)组成的混合无定形碳,且sp^3键含量大于10%.DLC膜层致密均匀,与基体结合良好.DLC膜具有很高的硬度和杨氏模量,分别达到40 GPa和430 GPa;其最低摩擦系数由基体的0.87下降到0.2.被处理薄膜试件在90%置信区间下的L_(10)、L_(50)、L_a和平均寿命L较基体分别延长了10.1倍、4.2倍、3.5倍和3.4倍.PⅢ&D轴承钢滚动接触疲劳寿命的分散性得到了显著改善.

高碳铬轴承钢超长寿命S-N关系的概率特性

为了对高碳铬轴承钢疲劳S-N(应力-寿命)试验数据做出正确评估,采用广义极大似然法对全部S-N数据和区分裂纹萌生机制下的S-N数据分别进行了拟合,建立了概率S-N曲线模型。结果表明,在区分裂纹萌生机制下,能较好地拟合试验数据和描述S-N曲线形式;在疲劳极限(大约1 200 MPa)以上的部分要选用裂纹萌生于表面的S-N曲线形式,对于疲劳极限以下的要选用裂纹萌生于内部的S-N曲线形式;同时验证了广义极大似然法能较好地测定该材料的概率S-N曲线(由P-S-N曲线、C-S-N曲线和P-C-S-N曲线组成)和表征该材料超长寿命S-N关系的概率特性。

碳、铬含量对不锈轴承钢的组织和接触疲劳寿命的影响

通过试验研究了不同碳、铬含量对不锈轴承钢的显微组织、碳化物、硬度和接触疲劳寿命的影响。试验结果表明,随着钢中碳、铬含量的增加,碳化物逐渐变得粗大、链状碳化物增多并且弥散度变差。碳含量在0.67%,铬含量13.58%时,钢的硬度≥HRC58,接触疲劳寿命L10最长。

圆坯连铸GCr15SiMn的成分偏析和接触疲劳寿命研究

利用金属原位分析技术和钻孔化学分析方法对高淬透性轴承钢GCr15SiMn的Φ450 mm连铸圆坯和Φ130 mm圆钢的C、Si、Mn、Cr元素横截面的分布情况进行分析。采用推力片式接触疲劳试验机进行了材料的接触疲劳寿命测试。结果表明:GCr15SiMn连铸圆坯C元素的偏析倾向较大,易产生中心正偏析,而Cr、Si、Mn元素的偏析倾向较小。通过采取稳定低过热度浇铸、三段强电磁搅拌等措施,铸坯的中心碳偏析得以改善。采用(1240±20)℃×5 h高温扩散、初轧首道次变形量≥90 mm大变形轧制的Φ130 mm圆钢的碳偏析可以得到进一步的改善,试验钢在5.3GPa高应力负载下的接触疲劳额定寿命L_(10)达到3.58×10^(6)次,接近电渣重熔钢的水平。

以抗疲劳性能提升为目标的高碳轴承钢质量改善

轴承钢制造企业不仅需要关注自身产品的检验质量,更需要关心产品在下游用户和终端用户的使用质量。疲劳寿命是轴承钢使用性能较为有效的评价指标。兴澄特钢的滚动接触疲劳(RCF)和旋转弯曲疲劳(RBF)试验结果显示,夹杂物是影响高碳轴承钢疲劳失效的主要因素,钢中夹杂物的尺寸增加和偏析引起的夹杂物在中心的偏聚,会加速轴承钢使用的疲劳失效。通过浇铸钢水过热度控制并与轻压下工艺相匹配,可以改善连铸钢中心缺陷,降低因中心缺陷遗传导致的钢材使用疲劳失效概率。通过改变中间包形状优化浇铸过程钢水的流动,减少了钢中对轴承钢疲劳破坏敏感性强的B类和DS类夹杂数量和全氧含量,也减少了夹杂物总数量,有利于提升轴承钢的疲劳寿命。通过改善轴承钢纯净度和成分均匀性提高轴承钢疲劳寿命,仍然是兴澄特钢今后很长时间内的主要工作方向。