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    降低鋼中氧化物夾雜的主要思路


    鋼中夾雜物是影響軸承鋼接觸疲勞壽命的主要因素之一?刂其撝械膴A雜物的關鍵是控制鋼中氧含量及氧化物。降低鋼中氧化物夾雜的主要思路如下。 
    一、控制初煉爐出鋼終點的碳含量

    當出鋼終點碳含量過低時,鋼中的溶解氧高,導致后續脫氧時消耗大量的鋁,且夾雜物總量會增多,給后期精煉帶來困難;另外,渣的氧化性也會明顯增加,后期精煉調整和控制鋼渣的成分困難。但過高的出鋼終點碳含量會給初煉爐的工藝控制帶來壓力。電弧爐冶煉時,終點碳含量一般控制在0.2%左右。

    二、選擇合適的脫氧劑

    在軸承鋼生產過程中,用鋁進行終脫氧可使鋼中的氧含量降低和獲得適量的酸溶鋁。酸溶鋁含量太高時,鋼液保護不好易導致二次氧化,從而增加脆性Al2O3夾雜的含量;酸溶鋁含量低時,因硅的二次氧化及鋼液溫度降低導致溶解氧析出,會使富含SiO2的粗大硅酸鹽夾雜生成。據研究,鋼中酸溶鋁含量控制在0.02%~0.04%時可使鋼的晶粒細化,從而獲得較高的強韌性。

    鋇是一種較為理想的脫氧變質劑,鋇合金不僅脫氧能力強,而且能使鋼中的殘余夾雜物得到很好的變性。據研究,用硅-鋁-鋇合金對軸承鋼進行脫氧后,鋼中的全氧含量迅速降到一穩定值,最終鋼中無含鋇的點球狀夾雜物,且鋼中的殘余夾雜得到了很好的變性,夾雜物細小彌散、分布均勻。

    鎂對軸承鋼中Al2O3夾雜物的變質具有顯著作用。據研究,酸溶鋁為0.03%時,鋼中存在2 10-4%的鎂即能將Al2O3夾雜物變質成MgO∙Al2O3,鋼中大于10μm的Al2O3夾雜物轉變成細小、球形的鎂鋁尖晶石夾雜物,其中小于5μm的夾雜占99.46%,其余為5~10μm的夾雜物。

    三、優化精煉渣成分

    研究發現,精煉渣的二元堿度由2.0增加至4.5時,鋼液終點全氧含量由20 10-6降至11 10-6,夾雜物的總數量和總面積都減小。高堿度渣精煉的鋼液中典型的夾雜物為Al2O3和鋁鎂尖晶石等脆性夾雜物,尺寸不大于5μm。適當提高Al2O3的含量或添加CaF2、減少MgO的含量,可以顯著提高精煉渣吸附夾雜物的速度和能力。

    四、優化熔煉工藝

    為了獲得高質量的鋼,加大兌入鐵液量和選擇高質量的廢鋼進行熔煉是目前常用的方法。在鋼包冶金過程中,精確控制加入鋼中的鋁、硅或鈣含量來促進脫氧和脫硫,全程采用保護澆注,夾雜物含量會大大降低。真空熔煉是降低夾雜物含量的重要途徑,在較高的真空度下,鋼中的氧含量可以降到10 10-6以下。電渣精煉可以獲得好于真空熔煉的冶煉效果。采用電渣精煉不只是簡單地降低了鋼中的氧含量、還降低了鋼中夾雜物的尺寸,使夾雜物的分布更均勻、重熔后可為大夾雜物上浮提供機會。

    目前、國內外對重要用途的軸承鋼多采用真空感應加真空自耗冶煉、此工藝生產的新型不銹軸承鋼6Cr14Mo的純凈度得到大幅提高、氧含量僅為5 10-4,且氧化物夾雜數量較少,尺寸較細小,分布較均勻。


    【上一個】 超低碳馬氏體不銹鋼冶煉工藝的改進和優化 【下一個】 鑄造過濾網廠家推薦低成本煉鐵的主要技術措施

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