高性能GCr15轴承钢中夹杂物控制与疲劳性能

摘要：

GCr15轴承钢的冶炼工艺对钢的疲劳性能具有显著影响.研究了LF+VD、电渣重熔(ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)冶炼工艺对钢中氧、氮、硫的质量分数和非金属夹杂物的分布特征以及疲劳性能的影响规律.结果表明,VIM+VAR冶炼钢中氧和氮的质量分数分别为0.0005％和0.0016％,夹杂物总数量仅为1.54个/mm2.ESR冶炼钢中氧和氮的质量分数分别为0.0018％和0.0110％,夹杂总数量为17.78个/mm2,夹杂物尺寸均小于13μm.LF+VD冶炼钢中硫的质量分数为0.0026％,钢中硫和氧的质量比为3.7,夹杂总数量最多为20.73个/mm2,大于13μm的夹杂物中CaS和CaS与Oxide复合夹杂比例较高.旋转弯曲疲劳试验结果表明,LF+VD、ESR和VIM+VAR冶炼钢的安全疲劳极限分别为980、1164和1158 MPa,引起疲劳破坏的夹杂物类型与制备工艺有关,LF+VD冶炼钢的夹杂物有CaS、CaS(Oxide)和CaO·Al2O3,ESR冶炼钢的夹杂物有Al2O3和CaO·Al2O3,VIM+VAR冶炼钢的夹杂物有TiN、MgO·Al2O3和CaS(Oxide).依据真实应力因素和疲劳寿命,钢中夹杂物的危害程度由大到小依次为TiN、CaO·Al2O3、MgO·Al2O3、Al2O3、CaS(Oxide)和CaS,夹杂物类型和尺寸的不同导致了GCr15轴承钢安全疲劳极限的差异.

关键词：炉外精炼、电渣重熔、真空感应+真空自耗、非金属夹杂物、轴承钢、疲劳性能

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资助基金：国家高技术研究发展863计划资助项目2012AA03A503

在线出版日期：2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：76-85,101