軸承鋼生產(chǎn)過程中夾雜物控制研究的啟示

軸承鋼作為一種重要的特殊鋼，主要用于制造滾動軸承的滾動體和套圈，其應(yīng)用覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)及軍事等諸多領(lǐng)域。軸承鋼的質(zhì)量直接影響到設(shè)備轉(zhuǎn)動部件的壽命，從而最終影響到設(shè)備運行的安全可靠程度。世界各國在滿足科技發(fā)展對軸承鋼產(chǎn)量要求的同時，都把重心放在了提高現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量和高性能新型軸承鋼產(chǎn)品品種的研發(fā)上。
　　影響軸承鋼接觸疲勞壽命的三個主要因素是硬度、鋼中夾雜物和氫含量。據(jù)統(tǒng)計，由鋼中非金屬夾雜物和碳化物不均勻等冶金質(zhì)量缺陷所引起的失效數(shù)占總失效數(shù)的65%。鋼中非金屬夾雜物主要來源于冶煉過程中產(chǎn)生的脫氧產(chǎn)物、鋼液凝固時析出的硫化物和碳氮化物，以及出鋼時殘留的鋼渣、連鑄過程中鋼液對耐火材料的侵蝕以及鋼液的二次氧化等。鋼中非金屬夾雜物的組成、形貌、尺寸、數(shù)量以及分布受鋼液純凈度的控制，夾雜物的存在影響了了鋼在鑄態(tài)及熱處理狀態(tài)下的組織均勻性，從而最終影響軸承的使用壽命。夾雜物對疲勞裂紋產(chǎn)生的影響程度依賴于其化學(xué)成分、尺寸、密度、分布位置及形貌。
　　一般情況下，通過控制煉鋼過程來降低鋼中夾雜物的數(shù)量和尺寸，若要使軸承鋼達(dá)到使用要求，關(guān)鍵是控制好它的冶金質(zhì)量及化學(xué)成分、潔凈度（鋼中夾雜物）及組織均勻性。因此，各國研究人員對鋼中夾雜物種類及控制進(jìn)行了很多研究，也取得了很多成果。
　　軸承鋼中的夾雜物直接影響軸承鋼的質(zhì)量，從而影響其使用壽命。在控制好軸承鋼主要合金元素化學(xué)成分的前提下，其冶煉質(zhì)量主要靠鋼液潔凈度和鑄態(tài)鋼組織控制，其關(guān)鍵是鋼中氧含量及氧化物夾雜的控制。軸承鋼中夾雜物控制存在的主要問題是鋼的純凈度控制不穩(wěn)定；精煉、澆鑄工藝有待進(jìn)一步優(yōu)化；鑄坯質(zhì)量在線檢測設(shè)備缺乏，夾雜物檢測方法有待改進(jìn)。合理控制初煉爐的終點碳含量、選擇合適的脫氧劑提高脫氧能力或使夾雜物變性、優(yōu)化精煉渣成分提高其吸收夾雜物的能力、優(yōu)化熔煉工藝減少大尺寸夾雜物并改善其在鋼中的分布是降低軸承鋼中氧及氧化物夾雜的主要措施。
　　軸承鋼夾雜物控制技術(shù)發(fā)展的方向表現(xiàn)在：超高純凈鋼精煉工藝的進(jìn)一步優(yōu)化；以控制鋼中氧含量為目標(biāo)的精煉渣成分的選擇和優(yōu)化；鋼中夾雜物及碳化物分布均勻性控制；夾雜物變性處理及去除機(jī)理研究；夾雜物檢測方法的開發(fā)，夾雜物評價體系的構(gòu)建與優(yōu)化。