Study on Oxygen Content, Inclusions and Fatigue Properties of Bearing Steels Produced by Different Processes

The metallurgical properties and fatigue life of bearing steel processed by electric furnace (EAF), ladle refining (LF-VD), continous casting (CC) and electroslag remelting (ESR) have been investigated. The main results obtained are as follows: (1) Due to low oxygen content and dispersion inclusions in steel, the fatigue Life of LF-VD-IC or CC is three times as high as that of EAF steel; (2) The oxygen content in steel produced by CC process is about 9.0x10(-6), the carbon segregation (C/C(0)) is from 0.92 to 1.10 and the fatigue life of CC steel is equal to that of ladle refining ingot casting steel; (3) Although the amount of inclusion and oxygen in ESR steel is higher than that of LF-VD-IC or CC steel, the fatigue life of ESR steel is higher than that of the latter because of its fine and well dispersed inclusions.

轴承钢电渣重熔过程中氧的控制及作用研究

研究了不同氧含量（（５～４０）×１０－６）的自耗电极及重熔渣系对轴承钢氧含量、夹杂物和疲劳性能的影响，结果表明：①无论用高氧含量（＞３０×１０－６）自耗电极还是低氧含量（＜１０×１０－６）自耗电极重熔，电渣钢中氧含量都保持在（１５～３０）×１０－６；②影响电渣钢中氧含量的决定因素是渣中的ａＦｅＯ值，自耗电极中的原始氧含量影响较小；③电渣重熔过程中，自耗电极中原始夹杂可基本去除，重熔钢中的夹杂主要是金属熔池冷却结晶过程中新生成的。

GCr15轴承钢超高周疲劳性能与夹杂物相关性

真空冶炼与电渣重熔2种工艺制备的GCr15轴承钢的超高周疲劳测试结果表明,电渣重熔能更好地控制钢中夹杂尺寸及其分散性,因此具有较好的疲劳性能.实验与理论分析表明,对于一定强度的材料,疲劳萌生处的颗粒亮区(GBF)边界处的应力强度因子范围(ΔK_(GBF))为一恒定值,且随材料的屈服强度增加ΔK_(GBF)逐渐减小。

自耗电极冶金质量对G20CrNi2Mo轴承钢电渣锭洁净度的影响

研究了G20CrNi2Mo轴承钢电渣重熔过程自耗电极对电渣锭洁净度的影响。结果表明,电渣锭洁净度与自耗电极的冶金质量有较大的相关性。随着自耗电极氧含量的升高,电渣锭氧含量呈升高趋势。通过扫描电镜-能谱仪分析发现,氧含量较高的自耗电极中低熔点CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物数量比低氧含量自耗电极的要多。由于低熔点夹杂物与钢液的界面能较低,限制了其在电渣重熔过程中的去除效率,从而导致电渣锭氧含量较高。通过电弧炉出钢高拉碳操作,氧含量低于0. 002 0%的锭子数量占到总量的90%以上。

电渣重熔对GCr15轴承钢中氧含量及夹杂物的影响

电渣重熔对于提高钢的纯净度有明显的效果,但对于低氧含量钢种存在增氧现象。通过采用GCr15轴承钢作为自耗电极,研究在大气环境下和Ar保护下使用不同渣系对轴承钢中氧含量及夹杂物的变化规律。研究发现,采用CaF_(2)-Al_(2)O_(3)-CaO三元渣系在氩气保护下电渣重熔GCr15轴承钢时,电渣锭中的氧含量随渣系中的Al_(2)O_(3)含量下降而降低,而使用不含Al_(2)O_(3)渣系重熔的电渣锭中氧含量最低;氩气保护下重熔的电渣锭中的夹杂物直径均比使用同种渣系在空气中重熔的电渣锭要小。氧含量增加主要是因为电渣重熔过程渣池温度过高,导致渣中Al_(2)O_(3)稳定性变差所致。

外加磁场对电渣锭洁净度的影响研究

为进一步去除电渣锭中的大颗粒夹杂物,设计了带电磁搅拌的电渣重熔炉,研究了外加磁场及不同的电参数变化对电渣锭洁净度的影响,采用氧氮分析仪分析了气体含量的变化,采用扫描电镜分析了夹杂物形貌、组成、尺寸的变化。结果表明,不论是否施加磁场,电渣重熔后电渣锭中的氧含量明显增加,从自耗电极中的0.0007%增加最高至0.0052%,增幅高达7倍;氮含量略微下降。但夹杂物类型基本不变,主要由氧化铝、硫化锰、硫化锰-氧化物复合夹杂及氧化物等组成,且以氧化铝为主。外加磁场重熔以后,电极中最大夹杂物的直径从89.6μm降为电渣锭中的12.1μm (1.1 kA/108 Gs),小颗粒夹杂物所占的比例增加,大颗粒夹杂物的数量减少。但过高的电磁力会降低夹杂物的去除效果,当采用1.5 kA/108 Gs的工艺参数重熔时,最大的夹杂物尺寸为30.6μm,超过了未施加磁场的电渣锭中的夹杂物。电渣重熔后氧含量增加主要受空气污染及渣系中不稳定氧化物的分解,而外加磁场后产生的电磁力增大了渣-金接触面积,从而吸收了电极中的大颗粒夹杂物。